Doel en functie van de waterpompinlaat- en uitlaatdiameterverkleinende installatie

De verandering van de inlaat- en uitlaatdiameter van de waterpomp is een belangrijk technisch aspect bij het ontwerp van het waterpompsysteem. Het doel is om een ​​soepele waterstroom te garanderen, de cavitatiemarge te garanderen, cavitatie te voorkomen, de leveringsefficiëntie te verbeteren en ervoor te zorgen dat de waterpomp in een goede en stabiele staat werkt.

1. Aanpassingsvermogen van stroomsnelheid en snelheid

Het debiet (Q) van een waterpomp houdt rechtstreeks verband met de snelheid (v): Q=A × v (waarbij A de dwarsdoorsnede van de leiding is). Wanneer het uitgangsdebiet van de pomp vast is, blijft de snelheid constant als de diameters van de inlaat- en uitlaatpijpen ongewijzigd blijven. In de praktijk moet de pompuitlaat echter vaak worden aangesloten op een leveringspijpleiding over lange- afstanden, terwijl de inlaat kan worden aangesloten op een wateropslagapparaat of stroomopwaartse apparatuur. Door het ontwerp voor diameterreductie kan de buisdiameter bij de uitlaat worden verkleind om de snelheid te vergroten (verhogen van de leveringscapaciteit), en kan de buisdiameter bij de inlaat worden vergroot om de snelheid te verminderen (verminderen van de zuigweerstand). In een industrieel circulerend watersysteem bijvoorbeeld, nadat de diameter van de pompuitlaatleiding was verkleind van DN200 naar DN150, nam de snelheid toe van 1,5 m/s naar 2,7 m/s, waardoor de leveringsefficiëntie met 30% werd verbeterd, terwijl sedimentatie als gevolg van onvoldoende snelheid werd vermeden.

2. Compensatiemechanisme voor drukverlies

Wanneer vloeistof in een pijpleiding wordt getransporteerd, treedt drukverlies (ΔP) op als gevolg van wrijving en lokale weerstand (zoals ellebogen en kleppen). Volgens de formule van Darcy is ΔP evenredig met het kwadraat van de stroomsnelheid. Als de diameters van de inlaat- en uitlaatpijpen van de pomp hetzelfde zijn, kan de einddruk onvoldoende zijn wanneer het systeem transport over lange- afstanden vereist of door meerdere weerstandselementen gaat. Door de uitlaatdiameter te verkleinen kan de stroomsnelheid worden verhoogd terwijl hetzelfde debiet wordt gehandhaafd, en kan het drukverlies automatisch worden gecompenseerd door de opvoerhoogtekarakteristiek van de pomp. Met een landbouwirrigatieproject als voorbeeld gebruikte het oorspronkelijke ontwerp een DN100-buis om een ​​debiet van 50 m³/u naar een afstand van 300 meter te transporteren, met een einddruk van slechts 0,2 MPa; na de overstap naar een DN80-uitlaatdiameterverkleiner steeg de einddruk tot 0,35 MPa, wat voldoet aan de eisen van sprinklerirrigatie.

3. Preventie van cavitatie

Wanneer een waterpomp draait, neemt de waterdruk in de zuigleiding af en kunnen in het water opgeloste gassen vrijkomen. Als er sprake is van een helling of plaatselijke stijging in de zuigleiding, kunnen zich luchtbellen vormen. Opgehoopte luchtzakken kunnen als grotere luchtbellen het pomplichaam binnendringen, waardoor het debiet en de prestaties van de pomp worden beïnvloed en trillingen en schade aan de waaier worden veroorzaakt, vergelijkbaar met cavitatieschade. Daarom is preventie noodzakelijk. Het vermijden van plaatselijke stijgingen in de leiding en het aannemen van een redelijke leidingindeling en -helling kan de vorming van luchtbellen in de aanzuigleiding van de pomp effectief voorkomen.

4. Flexibiliteit op het gebied van systeemmatching

De diameters van de inlaat- en uitlaatpijpen van de waterpomp moeten overeenkomen met de interface-afmetingen van stroomopwaartse en stroomafwaartse apparatuur (zoals opslagtanks, kleppen en instrumenten). Het ontwerp met variabele diameter kan het probleem van inconsistente interface-afmetingen tussen verschillende apparatuur oplossen, waardoor lekken of installatieproblemen veroorzaakt door geforceerde verbindingen worden vermeden. De inlaat van de boosterpomp van een rioolwaterzuiveringsinstallatie moet bijvoorbeeld worden aangesloten op een DN300 barscherm en de uitlaat moet worden aangesloten op een DN250 beluchtingstank. Een op maat-gemaakte verloopvoeg (DN300×DN250) zorgde voor een naadloze aansluiting, waardoor de bouwtijd met 40% werd verkort.

5. Balans van kosten en energie-efficiëntie

Vanuit economisch perspectief zijn buizen met een grote- diameter duurder maar hebben ze een lagere weerstand, terwijl buizen met een kleine- diameter goedkoper zijn maar een hogere weerstand hebben. Het ontwerp met variabele diameter maakt het gebruik van de juiste leidingdiameters in kritieke secties (zoals pompinlaten en -uitlaten) mogelijk, waardoor de initiële investering en het operationele energieverbruik in evenwicht worden gebracht. Als we het airconditioningwatersysteem van een commercieel complex als voorbeeld nemen, gebruikte het oorspronkelijke ontwerp overal DN250-leidingen, met een jaarlijkse energiekosten van 120.000 yuan; Na de overstap naar een schema met variabele diameter, waarbij DN300-buizen werden geïmporteerd en DN250-buizen werden geëxporteerd, werden de jaarlijkse energiekosten teruggebracht tot 90.000 yuan, en konden de kosten van pijpmodificatie binnen drie jaar worden terugverdiend.

Samenvattend verbetert de installatie met variabele diameter aan de inlaat en uitlaat van de waterpomp niet alleen de operationele efficiëntie van de waterpomp, maar vermindert ook effectief de pulsaties en het geluid van de waterstroom, waardoor extra bescherming wordt geboden voor de waterpomp en de pijpleiding.