Axiale stromingspompen en gemengde stromingspompen: kenmerken, toepassingen en selectievergelijking

• Toepassingen en gebruik van axiale stromingspompen

Axiale stromingspompen zijn geschikt voor toepassingen die extreem hoge stroomsnelheden en een lage opvoerhoogte vereisen. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer:

Landbouwirrigatie: water onttrekken aan rivieren of reservoirs en dit via open kanalen naar landbouwgrond transporteren, waarbij waterlevering over lange- afstanden bij lage waterstanden wordt bereikt.

• Drainage en overstromingsbeheersing:Gebruikt voor drainage van funderingsputten, tunnelontwatering en kelder- of rivierdrainage, waarbij opgehoopt water met hoge stroomsnelheden snel wordt verwijderd.
• Wateroverdracht op grote schaal-:Het bereiken van een hoge-stroom-wateroverdracht in open kanaal- of pijpleidingprojecten met minimale opvoerhoogtevariaties.
• Gepompte opslag:Wordt gebruikt in energiecentrales met pompopslag voor de regulering van waterlichamen tussen bovenste en onderste reservoirs wanneer wateroverdracht met een hoge-stroom-snelheid vereist is.
• Afvalwaterbehandeling:Transport van afvalwater of afvalwater in het lage- hoofdgedeelte (zoals verzamelputten) van afvalwaterzuiveringsinstallaties.
• Aquacultuur:Gebruikt voor watercirculatie in grote visvijvers of garnalenvijvers.

Kortom, axiale stromingspompen zijn ideaal voor elke toepassing die de levering van grote stroomsnelheden van relatief schoon water vereist bij een extreem lage opvoerhoogte. Axiale stromingspompen zijn echter minder geschikt voor systemen die een grotere opvoerhoogte vereisen.

• Wat is een gemengde-flowpomp?

Een pomp met gemengde-stroming combineert de kenmerken van pompen met axiale-stroming en radiale-stroming. Het maakt gebruik van een diagonale (of schuine) waaier, waardoor de vloeistof deels axiaal en deels radiaal stroomt. Tijdens het daadwerkelijke bedrijf komt de vloeistof de waaier binnen en stroomt er onder een hoek ten opzichte van de pompas uit, wordt opgevangen door het pomphuis (meestal een slakkenhuis of leischoepen) en vervolgens naar de uitlaat geleid. Een pomp met gemengde-stroming combineert dus het hoge debiet van een pomp met axiale-stroming met de relatief hoge opvoerhoogte van een pomp met radiale-stroming.

De prestaties van een pomp met gemengde{0}}stroming liggen tussen die van een pomp met pure radiale-stroming en een pomp met pure axiale-stroming. Zoals KSB stelt, bedekt een pomp met gemengde-stroming "het overgangsgebied tussen radiale en axiale-stromingspompen." Met andere woorden: een pomp met gemengde-stroom is in wezen een type centrifugaalpomp (vaak een centrifugaalpomp met gemengde-stroom genoemd), waarvan de waaier zowel radiaal als axiaal momentum aan de vloeistof verleent. Een typische waaier met gemengde-stroom (ook wel een waaier met schuine-stroom of een spiraalvormige waaier genoemd) maakt gebruik van gebogen bladen om de vloeistof een bepaalde radiale snelheid te geven. Terwijl de waaier roteert, genereert deze zowel achterwaartse als buitenwaartse stuwkracht, waardoor een goed evenwicht tussen debiet en opvoerhoogte wordt bereikt.

• Pompstroomkarakteristieken met gemengde-stroom

Pompen met gemengde-stroom zijn ontworpen voor toepassingen met gemiddelde-opvoerhoogte en-stroom. De vloeistof binnenin bereikt tegelijkertijd radiale en axiale snelheden, wat resulteert in een prestatiecompromis tussen axiale-stromings- en radiale-stromingspompen: het kan grote stroomsnelheden leveren (duizenden m³/u) zoals een axiale-stromingspomp, terwijl het ook hogere drukken kan weerstaan ​​(tientallen meters opvoerhoogte) zoals een radiale-stromingspomp.

Hoofd:Gemengde-stroompompen hebben doorgaans een enkele- opvoerhoogte van 10 tot 50 m, wat ruimschoots het bereik van enkele meters van axiale-stroompompen overschrijdt, waardoor ze geschikt zijn voor het pompen van water naar verhoogde tanks of voor het overwinnen van gematigde opvoerhoogteverschillen.

Debiet:Iets lager dan pompen met axiale-stroming van dezelfde grootte, maar met behoud van een hoog debiet (duizenden m³/u), doorgaans tussen pompen met radiale-stroming en axiale-stroming.

Efficiëntie:Pompen met gemengde{0}}stroom behouden doorgaans een hoog rendement binnen hun werkingsbereik. Door geoptimaliseerde stroomkanalen met behulp van leischoepen, diffusors en andere structurele kenmerken is de omzetting van kinetische energie in drukenergie efficiënter. Gemengde-stroompompen zijn over het algemeen zeer efficiënt in toepassingen met gemiddelde- opvoerhoogte.

Stabiliteit:De prestatiecurve van een pomp met gemengde{0}}stroming is over het algemeen vlakker en stabieler dan die van een pomp met axiale-stroming. Wanneer de opvoerhoogte verandert, verandert het debiet van een pomp met gemengde{3}}stroming relatief soepel, terwijl het debiet van een pomp met axiale-stroming scherp afneemt naarmate de opvoerhoogte groter wordt.

Structureel maken gemengde{0}}pompen vaak gebruik van een slakkenhuis of leischoepen om schuin afgevoerd water op te vangen. Veel modellen maken gebruik van een semi-open waaier om omstandigheden aan te kunnen die schurende media bevatten (wat voordelen biedt bij de doorgang van vaste deeltjes vergeleken met een volledig open waaier). Pompen met gemengde-stroom kunnen worden ontworpen als constructies met één-trap om te voldoen aan de vereisten voor gemiddelde- opvoerhoogten, of als constructies met meerdere-trappen om hogere opvoerhoogten te bereiken.

• Toepassingen en gebruik van gemengde-pompen

Pompen met gemengde{0}}stroom zijn geschikt voor toepassingen die hoge stroomsnelheden en een gemiddelde opvoerhoogte vereisen. Typische toepassingen zijn onder meer:

• Industriële koeling:Circulerend koelwater in elektriciteitscentrales of chemische fabrieken, waar bepaalde systeemweerstanden moeten worden overwonnen.
• Procesindustrieën:Gebruikt in papierfabrieken, olieraffinaderijen of fabrieken voor het transporteren van proceswater of andere vloeistoffen onder middelhoge omstandigheden.
• Landbouwirrigatie:Geschikt voor het irrigeren van hellend terrein of scenario's waarbij water tot een bepaalde hoogte moet worden gepompt, zoals het optillen van water uit rivieren naar verhoogde kanalen.
• Drainage en Riolering:Wordt gebruikt om rioolwater naar zuiveringsinstallaties te transporteren of om regenwater af te voeren bij een hoog debiet en lage tot gemiddelde opvoerhoogte. Veel rioolgemalen maken gebruik van gemengde-stroompompen (verticale turbinepompen) om rioolwater op te tillen.
• Maritieme en offshore techniek:Wordt gebruikt voor ballast-, koel- of brandwatersystemen- op schepen of platforms, waarvoor een compact pompontwerp en een gemiddelde opvoerhoogte vereist zijn.
• Regenwaterbeheer:Wordt gebruikt om afvoer naar riolen of opslagtanks te transporteren, waardoor de effecten van de zwaartekracht worden overwonnen.

Pompen met gemengde-stroming kunnen worden beschouwd als de ideale keuze voor het "middengebied" – wanneer pompen met axiale-stroming onvoldoende opvoerhoogte hebben en pompen met hoge- radiale-stroming overdreven lijken, zijn pompen met gemengde-stroming vaak de eerste keuze.

• Kernverschillen tussen axiale stromingspompen en gemengde stromingspompen

1. Stroomrichting en afvoermethode

• Axiale stromingspomp: Vloeistof wordt in een rechte lijn langs de pompas afgevoerd. Zowel de inlaat- als de uitlaatrichting liggen in lijn met de pompas, en de uitlaat is meestal gecentreerd met de inlaat.
• Mixed Flow-pomp: vloeistof wordt onder een bepaalde hoek afgevoerd. De waaier geeft de vloeistof zowel achterwaartse als uitgaande snelheden, en het stroomkanaal is conisch. Daarom is de uitlaat meestal verschoven, of is een slakkenhuis/spiraalstroomkanaal nodig om de schuine stroming op te vangen.

Dit betekent dat de leidingindeling verschilt: Axiaalpompen maken vaak gebruik van rechte leidingen of lineaire leidingen; terwijl pompen met gemengde stroming meestal een schuine uitlaat of een slakkenhuisstructuur hebben. Bij verticale installaties kunnen axiale stromingspompen water verticaal naar boven of horizontaal afvoeren, terwijl verticale gemengde stromingspompen water onder een bepaalde hoek naar boven toe afgeven.

2. Vergelijking van opvoerhoogte en stroomsnelheid

• Axiale stromingspomp: Levert extreem hoge stroomsnelheden bij een lage opvoerhoogte. Het kan zeer grote debieten leveren (bijvoorbeeld 10.000 tot 40.000 m³/u), maar de opvoerhoogte bedraagt ​​slechts enkele meters. Als het systeem een ​​gemiddelde opvoerhoogte vereist (bijvoorbeeld 10 tot 15 m), kunnen axiale stromingspompen afslaan of een plotselinge daling van de stroomsnelheid ervaren.
• Pompen met gemengde-stroom: deze leveren grote stroomsnelheden bij gemiddelde opvoerhoogte. Ze kunnen een hoog debiet handhaven en tegelijkertijd een opvoerhoogte van tientallen meters bereiken. Selectie-ervaring: Indien het vereiste hoofd aanwezig is<5 to 10 m and the flow rate is extremely high, choose an axial flow pump; if the required head is high (10 to 50 m) and a high flow rate is still needed, choose a mixed-flow pump. Axial flow pumps have a steep performance curve – the flow rate decreases rapidly as the head increases; mixed-flow pumps have a relatively flat curve and are more adaptable.

Een axiale stromingspomp kan bijvoorbeeld 20.000 m³/u leveren bij een opvoerhoogte van 5 m, maar het debiet nadert nul wanneer de opvoerhoogte toeneemt tot 15 tot 20 m; terwijl een vergelijkbare pomp met gemengd-debiet nog steeds 15.000 m³/u kan leveren bij een opvoerhoogte van 20 m. Daarom dekken pompen met gemengde stroming- het werkbereik waar axiale stromingspompen minder effectief zijn.

3. Ontwerp en structuur van de waaier

• Axiale stromingswaaier: lijkt qua uiterlijk op een grote propeller of ventilator en maakt gebruik van brede, platte bladen die langs de pompas zijn geplaatst. Meestal heeft het minder bladen en een open structuur (zonder afdekplaat), waardoor de waterstroom direct naar achteren wordt geduwd. De meeste axiale waaiers zijn zonder afdekplaat, terwijl enkele zijn uitgerust met een eenvoudige afdekplaat of zijring.
• Mixed Flow Impeller: Maakt gebruik van meerdere gebogen en schuine bladen, die gedraaid zijn zodat de vloeistof gelijktijdig zijdelings en achterwaarts (dwz schuin) kan worden afgevoerd. Waaiers met gemengde stroming hebben meestal een gedeeltelijke afdekplaat of ring om de schuine waterstroom op te vangen; hun vorm wordt soms spiraalvormige of schuine stroming genoemd.

Structureel gezien hebben pompen met gemengde{0}}stroming doorgaans een robuustere behuizing (slakkenhuis of leischoepen) om het schuin afgevoerde water te geleiden, en bevatten ze vaak leischoepen of diffusors om kinetische energie efficiënt om te zetten in drukenergie. Axiale-stromingspompen maken daarentegen gebruik van een eenvoudigere, rechte-doorvoerbehuizing.

4. Efficiëntie en prestaties

• Axiale-stromingspompen: extreem efficiënt onder ontwerpomstandigheden (hoog debiet, lage opvoerhoogte). Door het rechte stroompad is het energieverlies onder deze omstandigheden minimaal. Hun hoge-efficiëntiebereik is echter relatief smal; als ze gedwongen worden om op hogere niveaus te opereren, daalt de efficiëntie scherp.
• Pompen met gemengde{0}}stroom: behouden een goede efficiëntie over een breder stroom-/opvoerhoogtebereik. Pompen met gemengde{2}}stroom maken doorgaans gebruik van doorstroom-geoptimaliseerde ontwerpen (zoals omhulsels en leischoepen) om een ​​hoge efficiëntie in het gemiddelde opvoerhoogtebereik te behouden. In de praktijk kan een pomp met gemengde-stroming bij een gemiddelde opvoerhoogte minder energie verbruiken dan een pomp met axiale-stroming die een vergelijkbare taak uitvoert bij een iets hogere opvoerhoogte.

Kortom, axiale stromingspompen blinken uit in puur hoge debieten (laagste opvoerhoogte); terwijl pompen met gemengde stroming superieur zijn wat betreft algehele prestaties, zowel wat betreft debiet als de opvoerhoogte. Zoals KSB stelt, hebben pompen met gemengde stroming relatief vlakke stroomcurven in het gemiddelde debietbereik, terwijl axiale stromingspompen steile curven hebben in het maximale debietbereik met lage opvoerhoogte. Wanneer alleen het debiet van belang is, bieden axiale stromingspompen daarom aanzienlijke energiebesparingen; wanneer een bepaalde opvoerhoogte vereist is, gebruiken pompen met gemengde stroming energie efficiënter.

5. Prestatievergelijking: pompen met gemengde stroming versus axiale stromingspompen

Bij de praktische keuze draait het om het bepalen van het bedrijfspunt (debiet Q en opvoerhoogte H):

• Prestaties van de axiale stromingspomp: Bereikt uitstekende stroomsnelheden bij extreem lage opvoerhoogtes. Een axiale stromingspomp kan bijvoorbeeld een debiet van 10.000 m³/u bereiken bij een opvoerhoogte van 5 m, maar het debiet neemt snel af boven 5 tot 10 m, wat resulteert in een zeer steile prestatiecurve.
• Pompprestaties met gemengd debiet: Bereikt hoge stroomsnelheden bij gemiddelde opvoerhoogte. Een pomp met gemengde{1}}stroom kan een debiet bereiken van 8.000 tot 15.000 m³/u bij een opvoerhoogte van 15 tot 25 m, met een aanzienlijke prestatiedaling pas bij een opvoerhoogte van 40 tot 50 m, en vertoont een relatief vlakke prestatiecurve.
• Kortom: axiale-stromingspompen zijn efficiënter bij lage opvoerhoogten en hoge debieten; pompen met gemengde-stroming presteren beter wanneer een bepaalde opvoerhoogte (tientallen meters) vereist is.

6. Structurele vergelijking: gemengde-stroompompen versus axiale-stroompompen

• De verschillen tussen de twee kunnen worden afgeleid uit hun daadwerkelijke pompstructuren:
• Axiale-stromingspompen: gebruiken doorgaans open of half-open waaiers met grote-diameter. Veel verticale axiale-stromingspompen maken gebruik van ondergedompelde kolommen en eenvoudige propellerwaaiers, met een eenvoudige behuizingsstructuur en minder interne componenten.
• Gemengde-pompen: compacter van structuur, met een groter aantal onder een hoek geplaatste waaierbladen. De behuizing omvat gewoonlijk een slakkenhuis of leischoepen.

Wat betreft onderhoud hebben axiale stromingspompen een eenvoudige interne structuur en minder onderdelen, maar de open waaier kan verstopt raken als gevolg van verstrengeling van vuil; pompen met gemengde stroming hebben meer onderdelen (zoals leischoepen en meer-trapsconstructies), maar ze zijn meestal uitgerust met- slijtvaste ringen of bussen, die een bepaalde tolerantie hebben voor vaste deeltjes in de vloeistof.

• Hoe kiest u de juiste pomp: axiale stromingspomp of gemengde stromingspomp?

Volg deze stappen om te selecteren:

1. Definieer de bedrijfsomstandigheden: Bepaal het vereiste debiet (Q) en de opvoerhoogte (H) op het bedrijfspunt.
2. Prestatiecurven vergelijken: Als het bedrijfspunt een lage opvoerhoogte vereist (bijv.<5 to 10 m) and a very high flow rate, an axial flow pump is usually the ideal choice; if a higher head (e.g., 10 to 50 m) is required and the flow rate is still relatively high, a mixed flow pump is more suitable.
3. Houd rekening met de installatieomstandigheden: Axiale stromingspompen vereisen doorgaans rechte pijpsecties en kunnen verticaal worden geïnstalleerd; Pompen met gemengde stroming vereisen aandacht voor de zuigomstandigheden.
4. Evalueer de eigenschappen van het medium: als de vloeistof vaste deeltjes bevat, is een pomp met gemengd debiet (vooral met een half-open waaier) voordeliger.
5. Breng efficiëntie en kosten in evenwicht: Vergelijk het verwachte energieverbruik met de aanschafkosten. Axiale stromingspompen hebben over het algemeen lagere kosten per debieteenheid, maar als een hogere opvoerhoogte vereist is, kan een pomp met gemengde stroming energiezuiniger zijn-.

Als een pomp bijvoorbeeld 12.000 m³/h moet leveren bij een opvoerhoogte van 5 m, is een axiaalpomp de meest efficiënte keuze; als een pomp 12.000 m³/h moet leveren bij een opvoerhoogte van 20 m, is een mixed-flow pomp beter; als de opvoerhoogte groter is dan ongeveer 50 tot 60 m, moet een radiale stromingspomp of een meertrapspomp worden overwogen.

Het begrijpen van de selectieprincipes voor axiale stromingspompen en pompen met gemengde stroming hangt af van het afstemmen van de stroomsnelheid en de opvoerhoogtevereisten van de feitelijke bedrijfsomstandigheden. Axiale stromingspompen kunnen extreem hoge stroomsnelheden leveren bij lage opvoerhoogtes; pompen met gemengd debiet bereiken daarentegen hoge debieten bij hogere opvoerhoogten. Door de stroomrichting, prestatiecurven en waaierstructuur te vergelijken, kunt u de meest geschikte pomp voor uw specifieke toepassing selecteren.