Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Насосы используются в воздушных компрессорах, системах орошения и теплообменниках для подачи воздуха или воды. Если давление в таких системах слишком высокое или низкое, это может привести к серьезным последствиям для насоса, трубопроводов или всей системы. Большинство инженеров выбирают насосы, работающие в диапазоне 80–110% от точки наилучшего КПД (BEP), где насос наиболее эффективен. Если насос работает вне этого диапазона, его производительность снижается, поэтому контроль давления необходим для оптимальной работы системы.
Существует два основных типа насосов: объемные и динамические (чаще всего центробежные).
В объемных насосах фиксированное количество жидкости задерживается и механически вытесняется в напорную трубу. Избыточное давление является серьезной проблемой в системах с объемными насосами из-за ситуации мертвого напора; по сути, насос не отключается и продолжает создавать давление даже при отсутствии потока. Поскольку насосы не отключаются, давление будет расти, что может привести к разрыву трубопровода, блокировке насоса, поломке вала насоса или перегреву двигателя. Это опасно для всех, кто работает рядом с трубами, и может привести к большим затратам на обслуживание и материалы, если что-то сломается.
Центробежные насосы имеют рабочее колесо, вращающееся внутри волюты (изогнутой воронки, площадь которой увеличивается по мере приближения к нагнетательному отверстию). Рабочее колесо имеет несколько лопастей, установленных на валу, который выступает наружу в волюте. Поскольку входное отверстие расположено в центре крыльчатки, при вращении крыльчатки центробежная сила выталкивает жидкость из центра, создавая вакуум во входном отверстии. Затем жидкость выталкивается в стенки воронки насоса. Этот процесс преобразует кинетическую энергию вращения в давление и выталкивает жидкость через выходное отверстие с высокой скоростью. Когда центробежные насосы работают за пределами BEP, на рабочие колеса действуют асимметричные силы, которые проявляются в механически нестабильных условиях, включая: высокий уровень вибрации, чрезмерное гидравлическое усилие, повышенную температуру или эрозию. После того как давление в центробежных насосах поднимается до точки мертвого напора, поток воды прекращается. Несмотря на отсутствие риска разрыва при перегреве центробежного насоса, поток не будет рассеивать тепло, что приведет к потреблению большого количества энергии и трате денег.
Существуют также проблемы, которые могут затрагивать все типы насосов. Например, если на входе насоса отказал клапан или он засорился, это приведет к голоданию насоса: ему не будет хватать жидкости для проталкивания. В таком насосе жидкость нагревается и может разрушить уплотнения насоса. Насосы, работающие в режиме голодания, можно распознать по низкому давлению как на входе, так и на выходе. Аналогичным образом, если при запуске насосной системы не была произведена заливка, то не будет потока, следовательно, не будет теплоотвода, и не будет или будет очень низким рабочее давление как на входе, так и на выходе. Такая ситуация приведет к быстрому выходу насоса из строя. Если вал насоса сломан или двигатель вышел из строя, давление на входе и выходе будет соответствовать статическому давлению.
В некоторых новых насосных системах, оснащенных насосами с переменным расходом и/или модулирующими клапанами, возникают проблемы с кавитацией (т.е. образованием пустых пространств в жидкости и насосах). Образование пузырьков в жидкости приводит к выделению тепла и вибрации, которые могут разрушить насосы. К счастью, минимальный расход, при котором начинается кавитация, можно определить еще до выбора/покупки насоса. Если давление на входе насоса контролируется и поддерживается выше этого минимального напора, риск возникновения кавитации минимален.
Контроль давления на входе и выходе насоса очень важен для безопасности работников и защиты самой насосной системы. Отличным способом измерения давления насоса являются датчики давления, которые могут преобразовывать показания давления в аналоговые для удобства измерения. Промышленные преобразователи давления Dwyer серий 626 и 628 определяют давление на выходе, давление на входе, избыточное давление и недостаточное давление в теплообменнике или насосе, которые затем могут быть использованы для определения производительности системы.
Преобразователи дифференциального давления серии 629C измеряют перепад давления в совместимых газах и жидкостях. Все датчики давления Dwyer подходят для решения задач измерения в коммерческих, промышленных системах или системах питьевой воды и могут контролировать перепад давления в таких системах, как вентиляторы, охладители, теплообменники и гидравлические системы. Независимо от типа используемых насосов, датчики давления помогают отслеживать давление на входе и выходе насосов, чтобы определить, не является ли давление ненормальным, прежде чем что-то пойдет не так и система будет окончательно повреждена.
