Menu Close

Насосная станция вода идет с воздухом: Почему вода с скважины идет с воздухом при работе насоса

Почему вода с скважины идет с воздухом при работе насоса

Скважина для воды – удобная альтернатива автономного водоснабжения в частном секторе. Обладая рядом преимуществ, конструкция требует не только правильной установки, оснащения системой фильтрации, но и своевременной прочистки, а также профилактики и промывки. Вследствие неисполнения хотя бы одного пункта, возможны нарушения в работе всей станции. Например, часто вода из скважины идет с воздухом. От своевременного выявления причин и их устранения зависит срок эксплуатации насоса, качество воды и многое другое.

Кавитация как причина

Прежде, чем начать выяснение вопроса, важно знать: насосы устанавливаются в зависимости от диаметра скважины! Для размеров в 100 мм подходит погружной насос, меньший диаметр требует циркулярного или плунжерного насоса.

Что же такое кавитация? Это нарушение сплошности потока жидкости, иначе – наполнение воды пузырьками. Кавитация возникает на тех участках, где снижение давления достигает критической нормы.

Процесс сопровождается образованием пустот в потоке, выделением пузырьковых образований воздуха, появляющихся вследствие паров и газов, выделяемых из жидкости. Находясь в области сниженного давления, пузырьки могут увеличиваться и собираться в большие пустотные каверны, которые увлекаются потоком жидкости и при наличии большого давления, разрушаются бесследно, а в условиях обычной бытовой скважины, часто остаются и получается, что насос во время работы качает пузыри воздуха из скважины, не выдавая нужный объем воды.

Рекомендуем к прочтению:

Выявление кавитационной зоны иногда невозможно из-за отсутствия специальных приборов, но важно знать, что такая зона может быть неустойчивой. Если недостаток не устраняется, то последствия могут быть разрушительными: вибрация, динамические воздействия на поток – все это приводит к поломке насосов, ведь каждый прибор характеризуется указанной величиной кавитационного запаса. Иначе – насос обладает минимальным давлением, в пределах которого вода, попавшая в прибор, сохраняет свойства плотности.

При изменениях давления, неизбежны каверны и воздушные пустоты. Поэтому подбор насоса должен осуществляться в зависимости от объемов воды, нужной для обеспечения хозяйственных и бытовых потребностей.

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

Разрушение пузырей воздуха происходит только при переносе их потоком в область повышенного давления, что сопровождается малыми гидравлическими ударами. Частота ударов приводит к появлению шипящего звука, по которому и можно определить наличие воздуха в скважине.

Устранение кавитации

Что можно предпринять, чтобы избежать появления воздуха в скважине и поступления воды с пузырьками:

  1. Замена всасывающего патрубка малого диаметра на больший;
  2. Перемещение насоса ближе к аккумулирующему резервуару.

Внимание! Перемещая насос, соблюдайте установленные нормативы: расстояние от насоса до резервуара не может быть менее 5 диаметров всасывающей трубы!

  1. Снизить давление всасывающего элемента посредством замены на гладкую трубу, а задвижку можно заменить на шиберную, причем обратный клапан можно удалить вовсе;
  2. Наличие большого количества поворотов во всасывающей трубе недопустимо, их нужно уменьшить или заменить отводы малого радиуса поворотов на большие. Проще всего соорентировать все отводы в одной плоскости, а иногда проще заменить жесткие трубы на гибкие.

Если не помогло ничего, придется увеличивать давление всасывающей стороны насоса, повышая уровень резервуара, снижением оси установки насоса или подключая бустерный насос.

Рекомендуем к прочтению:

Заметим, что все манипуляции показаны в расчете на большой объем потребления воды и установки мощных приборов выкачки. И, важно, что кавитация может проявляться только на глубине ниже 8 метров. Именно при такой длине всех элементов и наличии высокого давления в трубах жидкость переходит в газообразное состояние и вода идет с воздцхом.

Иные причины появления воздушных пузырьков в скважине и способы их устранения

При использовании скважины для выкачивания небольших объемов воды или сезонной эксплуатации конструкции, возможны несколько вариантов причин и путей их устранения. Итак, почему насос качает не только воду, но и воздух:

  1. Подсос воздушной массы во всасывающем отрезке. При этом вода с воздухом идет долго, а вот «лечится» проблема только полной заменой трубопровода и всех сопутствующих элементов. Проверить можно, вынув трубопровод из скважины и прокачав воду, например, в ванной.
  2. Малое наполнение водоносного слоя при большой выкачке. Уменьшение объемов или пробивка новой скважины будут лучшим вариантом решения. Важно лишь не пробиться до прежнего тощего водоносного грунта, чтобы не получить снова воду с воздухом из скважины.
  3. Поломка насоса, когда сальниковое уплотнение непрочно, вследствие чего пузырьки воздуха оказываются в нагнетательной камере и вода идет с воздухом. Придется разбирать прибор самостоятельно или проще отдать в ремонтную мастерскую.

Гидравлические системы сродни электрическим – законы тут одинаковые. Разобраться в проблеме, почему насосная станция качает воздух, иногда бывает возможно лишь с проведением ряда технических мероприятий. И если предлагаемые варианты выявления проблемы и устранения недостатков не помогли и вода также идет с воздухом, лучше обратиться к профессионалам, обслуживающим насосы.

Стоимость услуги от $50, зато вы будете избавлены от проблемы и сможете точно узнать, отчего ваш насос не качает воду так, как вам бы хотелось.

Воздух в скважине для воды: причины и способы борьбы

На чтение 4 мин Просмотров 598 Опубликовано Обновлено

Автономная система водоснабжения из скважины в загородном доме или на дачном участке позволяет решить много проблем. Во-первых, сделать пребывание на природе комфортным, во-вторых, вырастить богатый урожай, поскольку регулярность поливов перестанет быть проблемой. Имея много преимуществ, насосная станция требует не только правильного монтажа, оснащения системой фильтрации, но и регулярной промывки, проведения профилактических процедур. Распространенное явление: подача воды из источника вместе с воздухом.

Причины появления воздуха в скважине для воды

Если напор стал слишком мал, в системе воздух

Как правило, с проблемой попадания воздуха в воду сталкиваются домочадцы, использующие небольшие объемы воды из источника или при сезонном применении насосного оборудования. Причинами этого явления могут быть следующие неполадки в системе:

  • Вышел из строя подсос воздушной массы в месте всасывания воды. Проблема не решится, пока не полностью не заменить трубопровод со всеми необходимыми деталями. Убедиться в исправной работе просто – достаточно прокачать воду в трубопроводе, например, в ванной.
  • Поломка самого насосного оборудования из-за нерегулярного или некачественного обслуживания. Пузырьки воздуха образуются в результате непрочного сальникового уплотнения. Решение проблемы – разобрать рабочий узел станции и устранить поломку.
  • Недостаточный уровень наполнения колодца при большой выкачке. Бурение новой скважины, приобретение менее мощного насоса, уменьшение объемов применяемой воды – могут решить проблему. Однако, при бурении нового колодца важно не достичь того же водоносного слоя, где вероятность снова завоздушить систему очень высока.

Если вода из скважины идет рывками и с воздухом, для установления точной причины требуется проводить подробную техническую диагностику. Принцип работы гидравлических и электрических систем одинаковый. Если в домашних условиях нет возможности произвести операцию, лучше отдать насосное оборудование в сервисный центр.

Кавитация и ее устранение

Как показывает практика, кавитация – это самая распространенная проблема, с которой сталкиваются владельцы приусадебных участков с автономной системой водоснабжения.

Причина появления кавитации – неправильно подобранное насосное оборудование. Выбирают водяные устройства с учетом диаметра скважины. Для размеров менее 100 мм подходят плунжерные или циркулярные модели, 100 мм и более – погружные.

Кавитация – это нарушение плотности водяного столба, иными словами – наполнение трубопровода пузырьками воздуха. Образуется в участках со сниженным давлением на критической отметке. Сопровождается явление формированием пустоты в трубопроводе, пузырьковых образований, образующихся в результате взаимодействия газов и паров, выделяемых колодезной водой.

Вычислить самостоятельно неисправный участок не всегда представляется возможным, поскольку требуется специальное оборудование. Также стоит добавить, что этот участок может быть неустойчивым. Если не принять меры, последствия сильно ударят «по карману» — динамические воздействия на поток и вибрация приведут к поломке насосного оборудования.

Чтобы сократить вероятность развития проблемы, нужно правильно выбирать водяные насосы с учетом потребляемых объемов воды и технических характеристик скважины.

Чтобы избавиться от столь неприятного явления, как появление воздуха в воде, нужно рассмотреть основные способы решения проблемы:

  • Патрубок малого диаметра заменить патрубком с большим диаметром.
  • Установить насосное оборудование ближе к аккумулирующей емкости. При транспортировке насоса важно учитывать установленные нормативы: интервал между емкостью и насосом должен быть не меньше, чем 5 диаметров всасывающей трубы.
  • Задвижку заменить шиберной разновидностью и удалить обратный клапан. Чтобы уменьшить давление в трубопроводе трубу заменяют гладкой.
  • Во всасывающей трубе не должно быть большого количества поворотов. Для решения проблемы нужно заменить отводы малого радиуса большими или просто уменьшить их. На этапе проектирования системы автономного водоснабжения рекомендуется размещать все отводы в одной плоскости и использовать гибкие трубы, а не жесткие.

Проблема попадания пузырьков воздуха в колодезную воду распространена. Многим неполадка может показаться некритичной, но ее продолжительное неустранение неизбежно приведет к выведению насосной станции из строя. Если самостоятельно не удается исправить ситуацию, нужно обратиться к специалистам.

Воздух в воде

Небольшое количество воздуха в воде присутствует всегда, но когда кран начинает «плеваться», значит что-то работает неправильно. Причин тоже может быть несколько:

Насосная станция не включается

Первое что стоит проверить — напряжение. Насосы очень требовательны к напряжению, при пониженном просто не работают. Если с напряжением все нормально, дело хуже — скорее всего неисправен мотор. В этом случае станцию несут в сервисный центр или ставят новый насос.

Если система не работает — надо проверить электрическую часть

Из других причин — неисправность вилки/розетки, перетерся шнур, отгорели/окислились контакты в месте крепления электрокабеля к мотору. Это то, что вы сможете проверить и устранить самостоятельно. Более серьезный ремонт электрической части насосной станции проводят специалисты.

Мотор гудит, но не качает воду (крыльчатка не вращается)

Такая неисправность может быть вызвана низким напряжением в сети. Проверьте его, если все в норме, идем дальше. Надо проверить не перегорел ли конденсатор в клеммной колодке. Берем тестер, проверяем, при необходимости меняем. Если и это не причина, переходим к механической части.

Сначала стоит проверить, есть ли вода в колодце или скважине. Далее проверяете фильтр и обратный клапан. Может они забились или неисправны. Чистите, проверяете работоспособность, опускаете трубопровод на место, снова запускаете насосную станцию.

Проверяем крыльчатку — это уже серьезный ремонт насосной станции

Если не помогло, может заклинила крыльчатка. Тогда попробуйте вручную провернуть вал. Иногда после длительного простоя он «прикипает» — зарастает солями и сам сдвинуться не может. Если руками сдвинуть лопасти не получилось, возможно крыльчатку заклинило. Тогда ремонт насосной станции продолжаем тем, что снимаем защитный кожух и разблокируем крыльчатку.

Некоторые виды ремонтных работ

Некоторые действия по ремонту насосной станции своими руками интуитивно понятны. Например, почистить обратный клапан или фильтр не составит труда, но вот заменить мембрану или грушу в гидроаккумуляторе может быть без подготовки сложно.

Замена «груши» гидроаккумулятора

Первый признак того, что мембрана повредилась — частые и кратковременные включения насосной станции, причем вода подается рывками: то сильный напор, то слабый. Чтобы убедиться в том, что дело в мембране, снимите заглушку на ниппеле. Если из него выходит не воздух, а вода, значит мембрана порвалась.

Устройство мембранного бака пригодится при замене груши

Чтобы начать ремонт гидроаккумулятора, отключите систему от электропитания, сбросьте давление — откройте краны и подождите, пока стечет вода. После этого его можно отключать.

Далее порядок действий такой:

  • Ослабляем крепление фланца в нижней части бака. Дожидаемся, пока стечет вода.
  • Откручиваем все болты, снимаем фланец.
  • Если бак от 100 литров и больше, в верхней части бака откручиваем гайку держателя мембраны.
  • Вынимаем мембрану через отверстие в нижней части емкости.
  • Бак промываем — в нем обычно много осадка ржавого цвета.
  • Новая мембрана должны быть точно такой же как поврежденная. Вставляем в нее штуцер, которым верхняя часть крепится к корпусу (закручиваем).
  • Устанавливаем мембрану в бак гидроаккумулятора.
  • Если есть, устанавливаем гайку держателя мембраны в верхней части. При большом размере бака рукой вы не достанете. Можно привязать держатель к веревке и так установить деталь на место, навернув гайку.
  • Горловину натягиваем и прижимаем фланцем, устанавливаем болты, последовательно подкручивая их на несколько оборотов.
  • Подключаем в систему и проверяем работу.

Замена мембраны насосной станции закончена. Дело несложное, но нюансы знать надо.

Почему со станции вода идет с воздухом. Почему «плюётся» кран с горячей водой

Добрый день. Я хочу понять причину неправильной работы водопровода на даче.
Из колодца насосом в дом подается вода. В доме перед гидробаком стоит обратный клапан. После гидробака фильтр и потом водонагреватель. Далее раковина. Когда открываю смеситель с холодной водой, то вода идет ровным напором а если еще открыть и горячую воду, то вначале она течет хорошо а несколько секунд спустя начинает немного «плеваться». Где то подсасывает воздух.. При этом течи нет, давление в системе не падает!! Как решить вопрос??
Помогите советом, пожалуйста.. Юрий

Здравствуйте, Юрий.

Жаль, вы не указали, что за «гидробак» у вас установлен — мембранный отдельностоящий, в составе станции водоснабжения или открытый. Также неизвестно, что за тип водонагревателя вы используете: электрический накопительный, электрический проточный или газовый. И что такое «начинает немного плеваться»? «Немного» — это как? Так как вы решили не баловать наших экспертов обилием информации об особенностях вашей системы холодного и горячего водоснабжения, не факт, что наш ответ, составленный на основе обрывочных данных, вас удовлетворит. Попробуем пойти логическим путём:

  1. Если «гидробак» — это закрытый мембранный бак, в зоне, где есть повышенное давление, подсос воздуха происходить не может. При наличии неплотности произошёл бы не подсос, а наоборот, протечка. Участок, где воздух может попадать в систему — это подающий шланг, если у вас установлен поверхностный насос. Теоретически, воздух может подхватывать и погружной насос, если зеркало воды периодически опускается до уровня забора воды. Защитная автоматика отключает насос до того, как система завоздушится, уровень снова поднимается. Маловероятно, что всё так точно совпадает, но исключать нельзя. Однако, в случае подсоса воздух попадал бы и в холодную воду. Так что, вряд ли причина в этом. Если только на линии холодной воды не установлена воздушная ловушка.
  2. В трубы может проникать воздух, если обратный клапан, установленный перед «гидробаком», не держит. Вода в шланге под своей тяжестью стекает в колодец, образуется отрицательное давление и где-то (например, в открытом смесителе) захватывается воздух. Вероятность этого невелика, но всё же.
  3. Воздух может попадать в ГВС, если у вас установлен не мембранный, а открытый накопительный бак. Давление невысокое, подводка к водонагревателю отдельная и где-то на пути к нему в трубе имеется неплотность. Также может «скакать» уровень в открытом баке, если клапан на заполнение не всегда срабатывает.
  4. Если воздух не проникает в систему извне, значит, он образуется внутри. Вода из колодца содержит растворённый кислород и другие газы. При нагревании они выделяются в виде пузырьков. При этом жидкость не обязательно должна кипеть, переход кислорода из растворённого в газообразное состояние происходит и при температуре чуть выше комнатной, интенсивный процесс начинается при 50-60 ºС. Чем выше температура, тем активнее происходит газообразование. Если у вас установлен накопительный водонагреватель, в процессе нагрева в верхней его части может скапливаться воздух.


В верхней части водонагревателя есть пространство, куда не достаёт трубка отбора горячей воды. При определённых условиях там может скапливаться десяток литров сжатого воздуха, который заставляет смеситель некоторое время после открытия крана горячей воды «плеваться»

Количество воздуха будет больше, если водонагреватель установлен в верхней точке водопровода. Ещё одна причина, увеличивающая скорость скопления газов — некорректная работа автоматики нагрева накопительного электрического бойлера на фоне неисправности предохранительного клапана бойлера. Кстати, если водопроводная вода имеет высокую карбонатную жёсткость, года через два-три клапан «зарастает» солевыми отложениями. В трубке, идущей к смесителю, находится вода. После открытия вентиля горячей воды она стекает, система захватывает воду, кран «плюётся». Если подобное явление происходит после того, как вы некоторое время не пользовались горячей водой и через пару минут поток восстанавливается — мы на правильном пути. Ещё один признак — слишком горячая вода. Отключите бойлер от электропитания и попробуйте пролить ненагретую воду. Нет воздуха — значит, причина того, почему «плюётся» кран, установлена.

Что делать? Для начала заменить предохранительный клапан и снизить температуру нагрева. Не помогло — установить в верхней точке системы развоздушиватель, желательно разместив его на П-образном отводе (перемычке), где могут скапливаться газы, не перекрывая поток.

Автоматический развоздушиватель стоит дороже обычного, но экономит время и нервы

  1. Если смеситель «плюётся» постоянно, проверьте аэратор, просто выкрутите его из носика.
  2. Некоторые фильтры, точнее, системы водоподготовки, могут аэрировать воду. Простейшие фильтры-сеточки на такое не способны, но, если установка сложная, попробуйте на время пустить воду в обход или хотя бы вынуть картриджи.
  3. Возможно выделение газов в ходе электрохимической реакции. Это может происходить из-за непосредственного контакта различных металлов, например, меди и алюминия. Металлические фитинги должны соединяться через резиновые прокладки, ФУМ-ленту, паклю.


Правильная схема установки электрического накопительного водонагревателя. Установлены ли у вас предохранительный и обратный клапан?

Трубы водоснабжения созданы для транспортировки воды, поэтому воздуху здесь не место. Тем не менее, воздух попадает в трубы. Почему это происходит и чем опасен воздух в системах водоснабжения частных домов? Можно ли предотвратить его проникновение и как удалить воздух из системы водоснабжения?

Чем опасен воздух в водопроводе

Почему появляется воздух в водопроводе


Существует две причины появления воздуха в системе водоснабжения дома:

  • Снаружи . Через негерметичные соединения воздух попадает в трубы;
  • Изнутри . В потоке воды, проходящем по трубам, растворено приблизительно 30 грамм воздуха на 1 тонну воды. Постепенно воздух высвобождается. Чем медленнее течет вода, и чем она горячее, тем процесс идет быстрее. То есть, в системах горячего водоснабжения вероятность появления воздушных пробок выше.

В системах водоснабжения частных домов воздух появляется по следующим причинам:

  • при падении уровня воды воздух может подсасывать через обратный клапан;
  • плохо затянуты фитинги с резиновыми уплотнителями;
  • в горячих системах водоснабжения наблюдается процесс кавитации: образуется пар, пузырьки воздуха собираются в воде, формируя пустоты или каверны;
  • воздух в трубах водоснабжения остался с первого запуска оборудования.

В воздушных пузырях кислорода на 30% больше, чем в атмосферном воздухе. Этим объясняется высокая окисляющая способность воздуха в системах горячего водоснабжения. Пузыри воздуха могут быть различной формы: сферические — мелкие, не больше 1 миллиметра в диаметре, грибовидные, овальные.

В вертикальных трубах пузыри устремляются вверх или распределяются по всему объему. В горизонтальных магистралях они останавливаются в самых высоких точках, где ведут разрушающую работу.

При скорости воды в трубах более 0,5 метра в секунду пузыри двигаются, не задерживаясь. Когда скорость превышает 1 метр в секунду, пузыри разбиваются на очень мелкие пузырьки. Получается подобие эмульсии из воды и воздуха. Пузыри воздуха в системе водоснабжения частного дома начинают разрушаться при скорости движения жидкости от 0,25 метра в секунду. Если она ниже, пробки могут застаиваться в одних местах довольно долго.

Как избавиться от воздуха в трубах


Если воздух в системе водоснабжения частного дома уже есть, но она не оборудована стравливателями, необходимо:

  1. Выключить насосную станцию.
  2. Открыть все сливные краны, сбросить воду и воздух из системы водоснабжения. После чего трубы заполняются опять.

Удалить воздух из системы водоснабжения можно раз и навсегда с помощью стравливающих или спускных приборов:

  • механических клапанов типа клапана Маевского;
  • автоматических воздухоотводчиков;
  • шаровых кранов;
  • вентилей.

Устройство механического клапана для сброса воздуха из системы водоснабжения таково: цилиндрическая коробочка, сверху закрывается крышкой, снизу резьба для подключения к водопроводу. Посередине крышки заглушка на резьбе. Внутри цилиндра подвешивается пластиковый поплавок в форме шарика. Если в системе горячего водоснабжения нет воздуха, шарик поднимается к отверстию в заглушке и под давлением сети плотно его закрывает. Как только в устройство проникает воздух, шарик отходит и воздух выводится. Через стравливатели воздух может проникнуть в систему, что бывает полезным при ремонте или осмотре сетей и ускоряет слив воды.

Удаляющие воздух устройства устанавливаются в определенных местах системы водоснабжения: в самых верхних оконечностях, на поворотах или изломах. То есть там, где повышена вероятность скопления воздуха.

Самодельный воздухонакопитель

В сельских водопроводах нередко вперемежку с водой течет воздух. Пользоваться таким водопроводом тяжело и неудобно, а автоматика не всегда справляется: если воздуха очень много, вода переливается фонтаном прямо из клапана. Поэтому вместо автоматического стравливателя для сброса воздуха в системе водоснабжения устанавливают воздухонакопитель . Его можно сделать самостоятельно, это бак с отводной трубкой и краном. Диаметр накопителя должен быть в 5 раз больше диаметра водопроводной трубы, тогда он сможет эффективно работать.

Воздухонакопитель устанавливается в самой верхней точке водопровода там, где удобно стравливать воздух вручную. Баки для скопления воздуха широко используются в многоэтажных домах в системах горячего водоснабжения.

Автоматические воздухоотводчики

Устройства для устранения воздуха из водопроводных систем широко представлены на рынке. Поплавковые клапаны это воздухоотводчики постоянного действия . Они защищают работающую систему от скопления воздуха и газов. Когда давление в системе падает до атмосферного, поплавковый клапан впускает воздух в трубы. Чтобы устранить причину появления воздуха в системе водоснабжения дома дополнительно устанавливается обратный клапан. Есть модели воздухоотводчиков, уже оснащенные обратным клапаном.

Воздухоотводчики пускового действия используются для отвода воздуха во время заполнения системы водой или для запуска воздуха при дренажных работах.

Воздухоотводчики комбинированного действия обладают свойствами обоих описанных ранее устройств.

При выборе воздухоотводчика учитывается объем выпускаемого воздуха. Этот показатель можно найти в характеристиках прибора. Не следует подбирать автоматический воздухоотводчик помощнее. Работая вполсилы, он быстрее износится.

Для корректной работы воздухоотводчика важно рабочее давление в водопроводе и качество жидкости. Если плотность ресурса ниже 960 килограммов на кубометр, устанавливают поплавки специальной конструкции.

Виодеоролик о простейшем воздухоотводчике — клапане Маевского:

Скважина для воды – удобная альтернатива автономного водоснабжения в частном секторе. Обладая рядом преимуществ, конструкция требует не только правильной установки, оснащения системой фильтрации, но и своевременной прочистки, а также профилактики и промывки. Вследствие неисполнения хотя бы одного пункта, возможны нарушения в работе всей станции. Например, часто вода из скважины идет с воздухом. От своевременного выявления причин и их устранения зависит срок эксплуатации насоса, качество воды и многое другое.

Кавитация как причина

Прежде, чем начать выяснение вопроса, важно знать: насосы устанавливаются в зависимости от диаметра скважины! Для размеров в 100 мм подходит погружной насос, меньший диаметр требует циркулярного или плунжерного насоса.

Что же такое кавитация? Это нарушение сплошности потока жидкости, иначе – наполнение воды пузырьками. Кавитация возникает на тех участках, где снижение давления достигает критической нормы. Процесс сопровождается образованием пустот в потоке, выделением пузырьковых образований воздуха, появляющихся вследствие паров и газов, выделяемых из жидкости. Находясь в области сниженного давления, пузырьки могут увеличиваться и собираться в большие пустотные каверны, которые увлекаются потоком жидкости и при наличии большого давления, разрушаются бесследно, а в условиях обычной бытовой скважины, часто остаются и получается, что насос во время работы качает пузыри воздуха из скважины, не выдавая нужный объем воды.

Выявление кавитационной зоны иногда невозможно из-за отсутствия специальных приборов, но важно знать, что такая зона может быть неустойчивой. Если недостаток не устраняется, то последствия могут быть разрушительными: вибрация, динамические воздействия на поток – все это приводит к поломке насосов, ведь каждый прибор характеризуется указанной величиной кавитационного запаса. Иначе – насос обладает минимальным давлением, в пределах которого вода, попавшая в прибор, сохраняет свойства плотности. При изменениях давления, неизбежны каверны и воздушные пустоты. Поэтому подбор насоса должен осуществляться в зависимости от объемов воды, нужной для обеспечения хозяйственных и бытовых потребностей.

Разрушение пузырей воздуха происходит только при переносе их потоком в область повышенного давления, что сопровождается малыми гидравлическими ударами. Частота ударов приводит к появлению шипящего звука, по которому и можно определить наличие воздуха в скважине.

Устранение кавитации

Что можно предпринять, чтобы избежать появления воздуха в скважине и поступления воды с пузырьками:

  1. Замена всасывающего патрубка малого диаметра на больший;
  2. Перемещение насоса ближе к аккумулирующему резервуару.

Внимание! Перемещая насос, соблюдайте установленные нормативы: расстояние от насоса до резервуара не может быть менее 5 диаметров всасывающей трубы!

  1. Снизить давление всасывающего элемента посредством замены на гладкую трубу, а задвижку можно заменить на шиберную, причем обратный клапан можно удалить вовсе;
  2. Наличие большого количества поворотов во всасывающей трубе недопустимо, их нужно уменьшить или заменить отводы малого радиуса поворотов на большие. Проще всего соорентировать все отводы в одной плоскости, а иногда проще заменить жесткие трубы на гибкие.

Если не помогло ничего, придется увеличивать давление всасывающей стороны насоса, повышая уровень резервуара, снижением оси установки насоса или подключая бустерный насос.

Заметим, что все манипуляции показаны в расчете на большой объем потребления воды и установки мощных приборов выкачки. И, важно, что кавитация может проявляться только на глубине ниже 8 метров. Именно при такой длине всех элементов и наличии высокого давления в трубах жидкость переходит в газообразное состояние и вода идет с воздцхом.

Иные причины появления воздушных пузырьков в скважине и способы их устранения

При использовании скважины для выкачивания небольших объемов воды или сезонной эксплуатации конструкции, возможны несколько вариантов причин и путей их устранения. Итак, почему насос качает не только воду, но и воздух:

  1. Подсос воздушной массы во всасывающем отрезке. При этом вода с воздухом идет долго, а вот «лечится» проблема только полной заменой трубопровода и всех сопутствующих элементов. Проверить можно, вынув трубопровод из скважины и прокачав воду, например, в ванной.
  2. Малое наполнение водоносного слоя при большой выкачке. Уменьшение объемов или пробивка новой скважины будут лучшим вариантом решения. Важно лишь не пробиться до прежнего тощего водоносного грунта, чтобы не получить снова воду с воздухом из скважины.
  3. Поломка насоса, когда сальниковое уплотнение непрочно, вследствие чего пузырьки воздуха оказываются в нагнетательной камере и вода идет с воздухом. Придется разбирать прибор самостоятельно или проще отдать в ремонтную мастерскую.

Гидравлические системы сродни электрическим – законы тут одинаковые. Разобраться в проблеме, почему насосная станция качает воздух, иногда бывает возможно лишь с проведением ряда технических мероприятий. И если предлагаемые варианты выявления проблемы и устранения недостатков не помогли и вода также идет с воздухом, лучше обратиться к профессионалам, обслуживающим насосы. Стоимость услуги от $50, зато вы будете избавлены от проблемы и сможете точно узнать, отчего ваш насос не качает воду так, как вам бы хотелось.

В водоснабжающих сетях воздушные скопления нарушают постоянство и однородность потока жидкости (воды), а также могут вызвать ускоренную коррозию трубопроводов и фитингов. Поэтому очень важно бороться с образованием воздушных пробок и пузырьков. В напорных системах такой газ либо выходит из самой воды, либо заносится из атмосферы при неполной герметичности контура.

Правильно рассчитанный проект и его грамотное исполнение полностью исключают засасывание воздуха, а также не дают ему шанса скопиться в конкретных, постоянных местах (изгибах, поворотах или изломах трубопроводов). Что касается самой жидкости, то на каждую тонну ресурса приходится около 30-ти граммов воздушной смеси. Соответственно, воздух в системе водоснабжения тем активней высвобождается, чем меньше давление и выше температура.

Причины воздушных пробок в трубах

Такой побочный продукт содержит примерно 32% кислорода, то есть здесь окисляющего вещества на треть больше, чем в атмосфере. Свободно выраженная форма этих скоплений неодинакова. Сферическими можно считать лишь пузырьки до 1 мм. Большее количество может иметь эллипсоидную или грибовидную топологию. На вертикальных участках стояков водоснабжения воздушно-газовые включения поднимаются вверх или пребывают во взвешенном виде. В горизонтальных трубопроводах они всегда «прилипают» к стенкам в наивысшей точке, что может создать кондиции для активного ржавления труб


Когда скорость воды начинает превышать ½ м/с, воздушные скопления начинают двигаться вместе с ней. Если жидкость течёт в контуре быстрее 1 м/с, то воздух в системе водоснабжения разрывается на мельчайшие капсулы и создаётся некая эмульсия из газа и жидкости. Практические наблюдения выявили, что минимальная скорость разрушения подобных скоплений в водопроводе около ¼ м/с. При меньшей интенсивности прохождения потока воздушные пробки в состоянии держаться продолжительное время в одних и тех же участках, что нежелательно.

Воздушно-газовая смесь может не только высвобождаться из воды, но и взаимодействовать с ней, а при необходимой скорости полтока — разрушаться или выходить наружу.

Для избавления от воздушных скоплений применяют различные приборы спускного/стравливающего характера. Это и автоматические спускники воздуха, и механические клапана (к примеру, «клапан Маевского»), и обычная запорная арматура (вентиля, шаровые краны). Стандартный регулятор такого рода выполнен в виде цилиндрической оболочки с плоской крышкой. В центре последней смонтирована резьбовая заглушка с отверстием в 3-5 мм. Внутри корпуса помещается шар-поплавок из полимера или пробки. Когда воздуха в трубах нет, этот элемент плотно запирает отверстие в крышке под действием сетевого давления. Если в приборе появляется воздушное скопление, то шар на какой-то момент падает и позволяет данной смеси выйти через отверстие в крышке.


Спускники воздуха в состоянии выполнить также и обратное действие – ввести в напорную сеть некоторое количество кислорода. Это бывает случайно или необходимо при быстром сливе ресурса перед осмотром и ремонтом водопровода.

Чтобы воздух в системе водоснабжения своевременно выводился, следует грамотно устанавливать сбрасывающие его механизмы по нужным точкам. Их монтируют в верхних точках трубопроводов, на изломах или изгибах, так как именно там и скапливается воздушно-газовая смесь.

4 причины попадания воздуха в насосную систему

Хорошо известно, что центробежные насосы, предназначенные для перемещения жидкостей, плохо справляются с перемещением воздуха. Насосы с увлеченным воздухом могут испытывать множество проблем, не говоря уже о головной боли для операторов. Думаете, у вас проблемы с воздухом в помпе? Прочтите, чтобы узнать о симптомах и некоторых наиболее распространенных причинах попадания воздуха в вашу систему.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА ВОЗДУХ В НАСОСЕ

Воздух внутри насоса, для которого характерны шумная работа и чрезмерная вибрация, может привести к очень нежелательным результатам.

По мере увеличения процентного содержания газа по объему производительность насоса снижается. Согласно Руководству по уходу за помпой Goulds, смесь всего 2% газа по объему вызовет падение производительности на 10%. Если вы заметили снижение производительности или шум типа «гравия» во время работы насоса, возможно, внутри у вас есть воздух.

Насосы с увлеченным воздухом не только испытают снижение производительности, но и серьезные случаи вызовут поломку вала, выход из строя уплотнения или ускоренную коррозию.

КОРОТКИЙ СПИСОК КАК ВОЗДУХ ПОНИМАЕТСЯ В СИСТЕМУ

Так как же воздух попал внутрь системы? Ниже приведен список лишь некоторых способов проникновения воздуха внутрь.

СВОБОДНЫЙ ВЫПУСК
Свободно падающий слив или эффект водопада — это когда жидкость сливается в яму или резервуар рядом с линией всасывания насоса, которая забирает жидкость из резервуара / резервуара. Пузырьки, образующиеся при попадании жидкости в воду, втягиваются во всасывающую линию, вызывая проблемы для насоса. На приведенных ниже рисунках из Руководства по уходу за помпой Goulds показаны варианты конфигурации нагнетательной линии, чтобы избежать этого эффекта.

Это видео от Gorman Rupp показывает, как свободно падающий сток может вызвать попадание воды в линию всасывания.


НЕДОСТАТОЧНЫЙ ВСАСЫВАЮЩИЙ ТРУБ

Воздух может легко попасть в насосы из-за утечек во всасывающей линии в коленях, суставах и т. Д. Можно с уверенностью сказать, что если жидкость выходит, воздух определенно попадает внутрь.

НЕ СООТВЕТСТВУЕТ МИНИМАЛЬНОМУ ПОГРУЖЕНИЮ
Погружные, погружные насосы или насосы, работающие на всасывающем подъемнике, могут быть подвержены уносу воздуха при несоблюдении минимального уровня погружения в резервуар / приямок. Когда уровень жидкости в резервуаре или яме достигает определенного уровня, может образоваться вихрь.

Это видео от Гормана Руппа хорошо демонстрирует, как вихрь может образовываться на поверхности воды и продвигаться вверх по всасывающей линии к самовсасывающему насосу, расположенному выше.


ИЗДЕЛИЕ С ВТЯННЫМ ВОЗДУХОМ
Эта проблема очень распространена при использовании бумажной массы, но может наблюдаться и в других отраслях промышленности, где присутствуют воздушные карманы в перекачиваемом продукте. Вы мало что можете сделать, чтобы изменить продукт, чтобы успокоить помпу, но есть способы изменить помпу или процесс, чтобы сделать помпу более комфортной.Обязательно поговорите с инженером, имеющим опыт работы с жидкостными процессами, который поможет вам принять эти решения.

Количество воздуха, которое может обработать насос, варьируется от насоса к насосу. Но одно можно сказать наверняка: все насосы для перекачки жидкости работают лучше, когда нет воздуха.

Если у вас возникли проблемы с помпой, которая издает слишком много шума или чрезмерно вибрирует, спросите нас об этом! Мы с радостью оказываем техническую помощь предприятиям в Висконсине и Верхнем Мичигане.

Почему воздушные клапаны необходимы в системах водоснабжения

Воздушные клапаны — это гидромеханические устройства, предназначенные для автоматического выпуска воздуха и сточных вод или впуска воздуха во время наполнения, слива или эксплуатации жидкостных трубопроводных систем для водоснабжения и канализации.Безопасная и эффективная работа жидкостной трубопроводной системы зависит от постоянного удаления воздуха и сточных вод из жидкостной трубопроводной системы. Ниже приводится объяснение влияния газов, содержащихся в воздухе и сточных водах, и их источников в жидкостных трубопроводных системах.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ И ВЛИЯНИЕ ВОЗДУХА И СТОЧНЫХ ВОД

Вода содержит приблизительно 2% растворенного воздуха или газа по объему при стандартных условиях (14,7 фунтов на кв. Дюйм [101 кПа абс.] И 60 ° F [16 ° C]) 1 , но может содержать и больше, в зависимости от давления жидкости и температуры внутри система жидкостных трубопроводов.

Системы сточных вод могут также содержать больше нерастворенного воздуха и газов сточных вод из-за разложения материалов в сточных водах. Растворенный воздух и газы сточных вод могут выходить из раствора в насосах и в различных местах системы жидкостных трубопроводов, где возникают турбулентность, гидравлические скачки и другие явления изменения давления. Выйдя из раствора, воздух и газы сточных вод не растворяются быстро и собираются в карманы в высоких точках вдоль системы трубопроводов для жидкости.

Воздух и газы сточных вод выходят из раствора в жидкостной трубопроводной системе из-за зон низкого давления, создаваемых частично открытыми клапанами, каскадным потоком в частично заполненной трубе, изменениями скорости потока, вызванными изменением диаметра или наклона трубы, а также изменения высоты трубы . Вовлеченный воздух, попадающий в соединения водопровода, может нанести вред системам водоснабжения клиента.

Карман для воздуха и отработанного газа может уменьшить поток жидкости в системе трубопроводов для жидкости за счет уменьшения площади поперечного сечения потока трубы, и, если объем воздушного кармана и кармана для отработанного газа достаточен, полное связывание трубопровода для жидкости система возможна, останавливая поток жидкости. 2

Скорость потока жидкости мимо увеличивающегося кармана воздуха и газов сточных вод может быть достаточной только для переноса части воздушного кармана и газов сточных вод вниз по потоку, если только скорость жидкости не превышает критическую скорость для переноса воздуха и газов сточных вод в именно этот диаметр трубы. 3 Скорость, необходимая для очистки кармана от воздуха и сточных вод в больших системах трубопроводов (например, 24 дюйма [610 миллиметров]), может достигать 7.1 фут в секунду [2,2 метра в секунду] при наклоне 5%, как показано в Таблице 1. 4 Хотя скорость потока жидкости может препятствовать полному связыванию воздуха и сточных вод в системе трубопроводов жидкости, воздушные и газовые карманы сточные газы увеличивают потерю напора в жидкостной трубопроводной системе. 5 Как показано на Рисунке 1, карман для воздуха и отработанного газа может уменьшить поток в трубе до «d» и создать потерю напора, равную «HL», из-за ограниченного поперечного сечения. Дополнительная потеря напора в жидкостной трубопроводной системе уменьшает поток жидкости и увеличивает потребление энергии, необходимой для перекачивания жидкости.

Карманы с воздухом и сточными водами в системе трубопроводов для жидкости трудно обнаружить, что снижает общую эффективность системы трубопроводов для жидкости. Карманы с воздухом и сточными водами также могут способствовать возникновению гидроудара, разрывов труб, системного шума и коррозии труб, особенно сероводородной коррозии, а также могут вызывать неустойчивую работу регулирующих клапанов, счетчиков и оборудования. Исследования показали, что небольшие карманы воздуха и газов сточных вод в определенных местах вдоль системы могут вызывать переходные процессы и скачки и / или усиливать переходные процессы и скачки, в том числе понижательные. 6 Тем не менее, временные карманы с воздухом и сточными водами могут потребоваться в особых обстоятельствах для предотвращения создания вакуума в жидкостной трубопроводной системе после выхода из строя насоса или разрыва линии. Следует избегать условий вакуума, поскольку они могут привести к разрушению и / или деформации тонкостенной трубы. Наконец, в системных приложениях, в местах, где может происходить разделение столба жидкости и возврат, следует рассмотреть вакуумный прерыватель с воздушным выпускным клапаном или воздушный клапан с ограниченным выходом (устройство с медленным закрытием или дросселирующее устройство).

ИСТОЧНИКИ ВОЗДУХА И СТОЧНЫХ ВОД

Помимо воздуха и газов сточных вод, выходящих из раствора, воздух может попадать в системы трубопроводов для жидкости в негерметичных соединениях, где давление в системе трубопроводов для жидкости падает ниже атмосферного. Эти условия существуют в вихре на всасывании насоса, на сальниках насоса, где возникает отрицательное давление, и во всех местах, где высота трубы выше гидравлической линии уклона.

Воздух может поступать в жидкостные трубопроводные системы через воздушно-вакуумные и комбинированные воздушные клапаны после полного отключения насоса, через отверстия выпускных клапанов, установленных в местах, где давление ниже атмосферного, и через всасывающие трубы насоса или входные конструкции, которые не работают должным образом. разработан для предотвращения завихрения.Наконец, большинство вертикальных турбинных и скважинных насосов запускаются с воздуха и газов сточных вод в насосной колонне, как показано на рисунке 2, которые могут проходить через обратный клапан и течь в систему трубопроводов жидкости при каждом запуске насоса.

Унос воздуха и газов из сточных вод в магистральных системах очистки сточных вод намного больше, чем в других системах перекачивания жидкости из-за их уникальной конструкции и эксплуатационных характеристик. Подъемные станции с мокрыми колодцами или другими резервуарами для сбора сточных вод являются основным источником увлеченного воздуха и газов сточных вод, вызванных вихрями воздуха и газов сточных вод, всасываемых насосом.Из-за циклической работы систем силовых магистралей секции силовой магистрали опорожняются в конце каждого цикла откачки, втягивая воздух и газы сточных вод в трубы. На входе в канализационные подъемники воздух и газы сточных вод уносятся из погружных струй сточных вод.

ПОВЕДЕНИЕ КАРМАНА ГАЗА

Четыре основных фактора влияют на поведение увлеченного воздуха и газа сточных вод в жидкостных трубопроводных системах: плавучесть, скорость, сопротивление и равновесие поверхностного натяжения между жидкостью, воздухом и газами сточных вод, а также стенкой трубы.Эти факторы, вместе с размером и концентрацией карманов для воздуха и сточных вод, влияют на тенденцию пузырьков к агрегированию и увеличению в размерах, а также определяют направление их движения либо с направлением потока жидкости, либо против него.

Эти факторы также влияют на влияние карманов увлеченного воздуха и отработанных газов на пропускную способность жидкости, потерю напора и потребление энергии. На восходящих участках трубы и при отсутствии потока в трубопроводе плавучесть заставляет воздушные и сточные газовые карманы всех размеров и форм перемещаться к пикам или высоким точкам вдоль трубопровода с жидкостью.На наклонных и ровных участках трубы, когда плавучесть превышает сопротивление, карманы будут перемещаться вверх в направлении, противоположном потоку. Когда сопротивление превышает плавучесть, карманы перемещаются в направлении потока жидкости.

Большие воздушные и сточные газовые карманы, движущиеся в направлении, противоположном потоку жидкости, часто разбиваются в потоке из-за плавучести, что приводит к меньшему количеству воздушных и сточных газовых карманов, включая пузырьки, меняющих направление и увлекаемых в направлении потока жидкости с большие воздушные карманы и карманы для сточных вод или продолжающееся движение вверх по потоку.Карманы воздуха и сточных вод, перемещающихся с потоком жидкости, также распадаются на более мелкие воздушные и сточные газовые карманы и пузырьки, которые рассеиваются в потоке жидкости, перемещаясь с разной скоростью.

Во всех этих случаях движение воздушного и сточного газового кармана нарушает поток, где сопротивление и турбулентность увеличивают потери напора, что приводит к снижению пропускной способности и увеличению потребления энергии. 7

ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА. Эта статья представляет собой главу 1 книги «Воздушные клапаны M51: выпуск воздуха, воздух / вакуум и комбинация», второе издание Американской ассоциации водоснабжения.В руководстве также описаны конкретные типы воздушных клапанов (см. Главу 2: «Типы воздушных клапанов»), где они должны быть расположены, конструкция отверстия клапана, влияние гидроудара, а также установка, эксплуатация, техническое обслуживание и безопасность воздушных клапанов. Для получения информации посетите www.awwa.org.

ССЫЛКИ

  1. Дин, Дж. А. 1992. Справочник Ланге по химии, 14-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
  2. Карасик И.Дж., Дж.П. Мессина, П. Купер и К.К. Хилд. 2008. Справочник по насосам, 4-е изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
  3. Escarameia, M., C. Dabrowski, C. Gahan и C. Lauchlan. 2005. Экспериментальные и численные исследования движения воздуха в водопроводах, отчет SR 661, выпуск 3.0. Валлингфорд, Оксфордшир, Великобритания: HR Wallingford Ltd.
  4. Джонс, Г.М., Р.Л. Санкс, Г. Чобаноглоус, и Б.Е. Боссерман II, ред. 2008. Проектирование насосной станции, ред. 3-е изд. Бостон: Баттерворт-Хайнеманн.
  5. Эдмундс, Р. 1979. Связка воздуха в трубах.Jour. AWWA, 71 (5): 272–277.
  6. Позос-Эстрада, О. 2007. Исследование влияния захваченного воздуха в трубопроводах, том 158 диссертации. Штутгарт, Германия: Институт гидротехники, факультет гражданской и экологической инженерии, инженерии и смежных операций, Institut für Wasserbau der Universität Stuttgart.
  7. Lubbers, C.L., and F.H.L.R. Клеменс. 2005. Снижение мощности из-за забора воздуха на насосных станциях сточных вод. В Proc. Конференция по насосным станциям воды и сточных вод, апрель.Крэнфилд, Великобритания: Университет Крэнфилда.

Контроль помпажа на насосных станциях

В данном руководстве представлены основные принципы контроля помпажа и функции различных клапанов, связанных с насосными станциями.

Водопроводы и распределительные системы почти ежедневно подвергаются скачкам напряжения, которые со временем могут привести к повреждению оборудования и самого трубопровода. Скачки вызываются внезапными изменениями скорости жидкости и могут быть от нескольких фунтов на квадратный дюйм до пятикратного статического давления.Будут обсуждены причины и последствия этих скачков в насосных системах, а также оборудование, предназначенное для предотвращения и рассеивания скачков. Будет сделана ссылка на типовые установки и примеры, чтобы можно было понять применимые ограничения.

На рис. 1 показана типичная система перекачки / распределения воды, где два параллельных насоса забирают воду из мокрого колодца, а затем перекачивают воду через обратные клапаны и дроссельные заслонки в коллектор и систему распределения насоса.Расширительный бак и предохранительный клапан показаны как возможное оборудование на коллекторе насоса для снятия и предотвращения скачков. Каждый из них будет рассмотрен более подробно.

Причины и последствия

Скачки вызваны внезапными изменениями скорости потока, которые являются результатом общих причин, таких как быстрое закрытие клапана, запуск и остановка насоса, а также неправильная практика заполнения. Трубопроводы часто испытывают свой первый всплеск во время заполнения, когда воздух, выпускаемый из трубопровода, быстро выходит через ручной выпускной клапан или дроссельный клапан, за которым следует вода.

Будучи во много раз плотнее воздуха, вода следует за воздухом к выпускному отверстию с высокой скоростью, но ее скорость ограничена выпускным отверстием, вызывая, таким образом, всплеск. Крайне важно, чтобы скорость потока наполнения тщательно контролировалась, а воздух выпускался через автоматические воздушные клапаны надлежащего размера. Точно так же линейные клапаны должны закрываться и открываться медленно, чтобы предотвратить резкие изменения расхода.

Работа насосов и внезапная остановка насосов из-за перебоев в подаче электроэнергии, вероятно, имеют наиболее частое воздействие на систему и наибольшую вероятность возникновения значительных скачков напряжения.Если насосная система не контролируется или не защищена, загрязнение и повреждение оборудования и самого трубопровода могут быть серьезными.

Последствия скачков напряжения могут быть как незначительными, например ослабление стыков труб, так и серьезными, например, повреждением насосов, клапанов и бетонных конструкций. Поврежденные соединения труб и условия вакуума могут вызвать загрязнение системы грунтовыми водами и обратным потоком. Неконтролируемые скачки также могут иметь катастрофические последствия. Разрывы линий могут вызвать затопление, а смещение линии может вызвать повреждение опор и даже бетонных опор и сводов.Убытки могут исчисляться миллионами долларов, поэтому очень важно понимать и контролировать скачки с помощью соответствующего оборудования.

Фон перенапряжения

Будут представлены некоторые из основных уравнений теории помпажа, чтобы можно было получить представление об оборудовании для контроля помпажа. Во-первых, импульсное давление (H), возникающее в результате мгновенной остановки потока, прямо пропорционально изменению скорости и может быть рассчитано следующим образом:

H = ср / г

где:

H = импульсное давление, фут водяного столба

a = скорость волны давления, фут / с

v = изменение скорости потока, фут / с

г = плотность, 32.2 фут / с2

Скорость волны давления (а) зависит от жидкости, размера трубы и материала трубы. Для стальной линии среднего размера это значение составляет около 3500 футов / с. Для труб из ПВХ скорость будет намного меньше. Для 12-дюймовой стальной линии с водой, протекающей со скоростью 6 футов / с, величина скачка от мгновенной остановки потока составляет:

H = (3500 фут / с) (6 фут / с) / (32 фут / с2)

H = 656 футов водяного столба

Это импульсное давление 656 футов (285 фунтов на кв. Дюйм) в дополнение к статическому давлению в трубопроводе; следовательно, результирующее давление, вероятно, превысит номинальное давление системы.Кроме того, это высокое давление будет поддерживаться в течение нескольких секунд, поскольку волна отражается от одного конца системы трубопроводов к другому концу, вызывая избыточное давление в уплотнениях труб и фитингов. Затем после отражения волна давления может вызвать отрицательное давление и вакуумные карманы на несколько секунд, позволяя загрязненным грунтовым водам попадать в систему через уплотнения или соединения.

В системах с длинными трубопроводами достигаются даже более высокие скорости, чем скорость откачки.Если насосы внезапно останавливаются из-за сбоя питания, кинетическая энергия воды в сочетании с низкой инерцией насоса может вызвать разделение водяного столба в насосе или в высокой точке трубопровода. Когда водяные столбы возвращаются через статический напор линии, обратная скорость может превышать нормальную скорость. Результирующее импульсное давление может быть даже выше, чем рассчитанное выше 656 футов.

Компьютерные программы анализа переходных процессов обычно используются для прогнозирования разделения колонок и фактических скоростей обратного потока и скачков.переходные программы могут также моделировать методы, используемые для управления разделением колонок, такие как использование расширительного бака, вакуумного прерывателя или воздушного клапана. Эти решения будут рассмотрены более подробно.

До сих пор изменения скорости описывались как «внезапные». Насколько внезапными должны быть изменения скорости, чтобы вызвать скачки? Если изменение скорости происходит в течение периода времени, волна давления пройдет по длине трубопровода и вернется, изменение скорости можно считать мгновенным, и применимо уравнение для импульсного давления (S), приведенное ранее.Этот период времени, часто называемый критическим периодом, можно рассчитать по уравнению:

т = 2 л / год

где:

t = критический период, с

L = длина трубы, фут

a = скорость волны давления, фут / с

Для более раннего примера 12-дюймовой линии критический период будет следующим для стального трубопровода длиной 4 мили:

t = 2 (21 120 футов) / (3500 фут / сек)

t = 12 сек

Чтобы вызвать скачки, насос не должен останавливаться быстро, а клапан не должен закрываться мгновенно (или даже внезапно).Обычная остановка потока на 5 или 10 секунд может вызвать максимальный скачок в длительных насосных системах. Отсюда следует, что стратегии борьбы с помпажами должны применяться на всех протяженных трубопроводах.

Насосы

Снова обращаясь к рисунку 1, ключом к управлению скачками в насосных системах является управление скоростью увеличения и уменьшения скорости потока в системе. Насосы должны быть рассчитаны на ожидаемый расход. Для удовлетворения различных потребностей в воде можно использовать несколько насосов.Негабаритные насосы могут нанести ущерб некоторым насосным системам.

Доступны специальные системы управления двигателем насоса для медленного разгона и торможения насосов путем управления электрическим приводом насоса. Эти системы контролируют подачу и могут предотвратить скачки напряжения во время нормальной работы насоса. Однако после сбоя питания органы управления двигателем перестают работать, и насос немедленно отключается и вызывает внезапную остановку потока.

В некоторых конструкциях насосных станций используется несколько насосов, поэтому, когда один из насосов запускается или останавливается, остановленный насос оказывает незначительное влияние на общую скорость в трубопроводе.Однако эти станции также сталкиваются с серьезными последствиями перебоя в электроснабжении. Почти все насосные системы нуждаются в дополнительном импульсном оборудовании для предотвращения скачков напряжения после сбоя питания.

Вертикальные насосы и воздушные клапаны для обслуживания скважин

Вертикальные насосы, как показано на Рисунке 2, поднимают воду из резервуара или колодца в трубопровод. Когда насос выключен, уровень всасываемой воды ниже напорной трубы насоса. Колонна насоса наполняется воздухом после каждой остановки насоса.

Воздушные клапаны играют важную роль в автоматическом удалении воздуха из колонны насоса и контроле скачков давления в колонне насоса. Если вертикальный турбинный насос запускается без воздушного клапана, воздух в насосной колонне будет сжат и выдавлен через обратный клапан в трубопровод, вызывая проблемы, связанные с воздухом. Воздушные клапаны для нагнетания насоса, называемые воздушными клапанами для обслуживания скважины, аналогичны воздушным / вакуумным клапанам, но оснащены либо дросселирующим устройством, либо устройством предотвращения захлопывания, и предназначены для выпуска воздуха при запуске насоса и впуска воздуха за насосом. неисправность.

Как показано на Рисунке 3, воздушный клапан для обслуживания скважины представляет собой нормально открытый поплавковый клапан, который быстро сбрасывает воздух из колонны насоса. Когда вода попадает в клапан, поплавок автоматически поднимается и закрывается, чтобы предотвратить слив воды.

Дросселирующие устройства предусмотрены на выходе 3-дюймовых и меньших клапанов для управления скоростью выпуска воздуха, особенно с медленно открывающимися регулирующими клапанами насоса. Дросселирующее устройство регулируется с помощью внешнего винта для замедления подъема воды в колонне насоса.Однако после отключения насоса второй порт в верхней части дроссельного устройства обеспечивает полный поток в колонну насоса для сброса вакуума. Двухпортовое дросселирующее устройство важно, поскольку оно обеспечивает полный вакуумный поток и предотвращает попадание загрязненной воды в трубопровод, что может произойти, если устройство имеет общее выхлопное и вакуумное соединение.

Когда регулирующий клапан насоса с механическим приводом используется с вертикальным насосом, можно использовать выпускной воздушный клапан, оборудованный вакуумным прерывателем, как показано на Рисунке 4.В этом случае запускается насос, и открытие регулирующего клапана задерживается на несколько секунд, так что выпускной воздушный клапан может медленно вытеснять воздух через небольшое отверстие.

Во время процесса колонна насоса будет находиться под давлением до запорной головки насоса и вытеснять воздух под высоким давлением. На мгновение захваченный воздух будет действовать как подушка, чтобы контролировать подъем воды в колонне насоса. Размер отверстия клапана позволяет регулировать подъем воды до безопасной скорости, обычно 2 фута / с.

Обратные клапаны

Еще одним ключевым элементом конструкции насосной системы является правильный выбор и работа обратного клапана нагнетания насоса. Каждый проектировщик насосной станции сталкивался с захлопыванием обратного клапана, которое вызвано внезапной остановкой обратного потока через закрывающий обратный клапан. Во избежание захлопывания обратный клапан должен закрываться очень быстро или очень медленно. Все, что находится посередине, — это нейтральная зона и повод для беспокойства.Но не менее важно, что клапан должен защищать насосную систему и трубопровод от внезапных изменений скорости, если это находится в пределах его функциональных возможностей. Обратный клапан также должен быть надежным и обеспечивать низкие потери напора.

Мы подробно рассмотрим две категории обратных клапанов. Первые, быстрозакрывающиеся обратные клапаны, представляют собой общую категорию обратных клапанов, которые работают автоматически менее чем за секунду и без использования внешнего источника питания или сигналов от насосной системы.Другая категория — это регулирующие клапаны насоса, которые работают очень медленно (например, от 60 до 300 секунд), чтобы тщательно контролировать изменения скорости жидкости в трубопроводе.

Быстро закрывающиеся обратные клапаны

Быстро закрывающиеся обратные клапаны просты, автоматичны и экономичны, но часто страдают из-за проблемы с захлопыванием обратного клапана и, как следствие, скачком давления в системе. Если замедление прямого потока можно оценить, например, с помощью анализа переходных процессов в насосной системе, можно спрогнозировать возможность захлопывания различных обратных клапанов.Затем будут представлены несколько вариантов клапанов без гидрораспределителя, а их рабочие характеристики и стоимость могут быть использованы для выбора лучшего обратного клапана для конкретного применения.

Самый распространенный тип обратного клапана — это традиционный поворотный обратный клапан. Поворотные обратные клапаны определены в AWWA C508 для гидротехнических сооружений и предназначены для быстрого закрытия, чтобы предотвратить обратное вращение насоса во время реверсирования потока.

Традиционные поворотные обратные клапаны имеют седло под углом 90 градусов с длинным ходом и подвержены ударам.Таким образом, эти клапаны снабжены широким спектром принадлежностей, которые выходят за рамки стандарта AWWA C508. Наверное, самый распространенный аксессуар — это рычаг и грузик. Хотя обычно предполагается, что вес заставляет клапан закрываться быстрее, на самом деле он уменьшает захлопывание, ограничивая ход диска, но, в свою очередь, вызывает значительное увеличение потери напора. Закрытие клапана также замедляется инерцией самого веса и трением набивки штока.

В более тяжелых условиях иногда используется воздушная подушка для замедления воздействия закрытия клапана.Все видели, насколько эффективна воздушная подушка при хлопке штормовой двери. Но условия в трубопроводе существенно другие.

Когда дверь захлопывается, ее импульс плавно поглощается воздушным цилиндром, потому что по мере замедления движения двери силы от закрывающей пружины и внешнего ветра становятся все меньше и меньше. И наоборот, когда обратный клапан в трубопроводе закрывается, обратный поток ускоряется с огромной скоростью, поэтому каждую долю секунды, когда закрытие клапана задерживается, силы на диске будут увеличиваться на порядок.

Хотя это может быть правдой, что воздушная подушка предотвращает удары веса диска о седло клапана в витрине с продукцией, на практике воздушная подушка просто удерживает диск открытым достаточно долго, чтобы обратный поток усилился и еще сильнее ударьте диск по седлу. Поскольку воздушные подушки основаны на использовании воздуха (который является сжимаемым), они не обеспечивают принудительного ограничения закрывающего диска и не могут противодействовать огромным силам, создаваемым обратным потоком.В целом, наилучшая настройка воздушной подушки обычно происходит при полностью открытом выпускном игольчатом клапане и выпуске воздуха с максимальной скоростью.

Гораздо более эффективным приспособлением для управления движением обратного клапана поворота является масляная подушка, также называемая масляной заслонкой. Поскольку масло несжимаемо, масляная подушка будет выдерживать большие силы, оказываемые на диск обратным потоком, и должным образом контролировать последние 10 процентов закрытия клапана. Однако насос должен быть способен к некоторому значительному обратному потоку, потому что масляный бачок позволит обратному клапану пропускать часть потока обратно через насос.

Поскольку силы обратного потока на тарелке клапана чрезвычайно высоки, давление масла часто превышает 2000 фунтов на кв. Дюйм, из-за чего клапаны с этими устройствами становятся дорогостоящими. Масляный цилиндр высокого давления стоит дорого, и, поскольку он подвергает шток клапана высоким нагрузкам, часто требуется специальный обратный клапан. Поскольку насосы могут выдерживать только такое количество обратного потока, время закрытия дашпотов обычно ограничивается 1–5 секундами. Если в трубопроводе есть мусор или сточные воды, обратный клапан с масляной подушкой может действовать как экран в условиях обратного потока и быстро забивать трубопровод.

Еще лучшим решением является выбор обратного клапана, который закрывается до того, как разовьется значительный обратный поток, тем самым предотвращая захлопывание. Одним из таких клапанов является подпружиненный «бесшумный» обратный клапан (SCV) с центральной направляющей, как показано на Рисунке 6. SCV почти защищен от взлома из-за его короткого линейного хода (1/4 диаметра), расположения клапана диск в потоке потока и сильная пружина сжатия. Однако выбор бесшумного обратного клапана имеет несколько недостатков, таких как высокая потеря напора, отсутствие индикации положения и ограничение для применения с чистой водой.

На другом конце спектра находится обратный клапан Tilted Disc® (TDCV). TDCV, показанный на Рисунке 7, имеет самые низкие потери напора, поскольку площадь его порта составляет 140 процентов от размера трубы, а его диск похож на диск дроссельной заслонки, где потоку разрешено проходить по обеим сторонам диска. Этот клапан имеет надежные металлические седла и может быть оснащен масляными коллекторами, установленными сверху или снизу, для обеспечения эффективных средств управления клапаном и минимизации помпажа.Он полностью автоматический и не требует внешнего питания или электрического подключения к системе управления насосом.

Другой вариант — обратный клапан с упругим диском, называемый обратным клапаном Swing-Flex® (SFCV). Единственная движущаяся часть SFCV — это гибкий диск. Этот клапан имеет 100-процентный канал, наклоненный под углом 45 градусов, что обеспечивает короткий ход 35 градусов, быстрое закрытие и низкую потерю напора. Он также доступен с механическим индикатором положения и концевыми выключателями. Surgebuster® (SB) имеет еще более быстрое закрытие благодаря добавлению дискового ускорителя, обеспечивающего характеристики закрытия SB, аналогичные бесшумному обратному клапану.

Имея все возможности обратного клапана, один доступен для каждой системы с низкой потерей напора и безударной работой. Характеристики закрытия всех типов обратных клапанов показаны для различных замедлений системы на Рисунке 9. Клапаны, кривые которых наиболее правы, имеют лучшие характеристики без захлопывания.

Регулирующие клапаны насоса

Даже несмотря на то, что быстрозакрывающийся обратный клапан может предотвратить захлопывание, он не может полностью защитить насосные системы с длительными критическими периодами от изменений скорости во время запуска и остановки насоса.Для насосных систем с длительным критическим периодом часто используется регулирующий клапан насоса. Клапан управления насосом подключен к контуру насоса и обеспечивает регулируемое время открытия и закрытия сверх критического периода времени для системы. Регулирующие клапаны насоса имеют гидравлическое управление, поэтому движение запорного элемента клапана (т. Е. Диска дроссельной заслонки) не зависит от потока или давления в линии. Кроме того, большинство используемых сегодня насосов имеют низкую инерцию вращения и останавливаются менее чем за 5 секунд.

Регулирующий клапан насоса может быстро закрываться при отключении электроэнергии или отключении насоса для защиты насоса. Однако, когда требуется быстрое закрытие, потребуется дополнительное оборудование для перенапряжения, как объясняется в следующем разделе. Однако сначала будут представлены критерии выбора регулирующих клапанов насоса.

Список возможных регулирующих клапанов насоса длинный, потому что многие клапаны могут быть оснащены автоматическим управлением, необходимым для насосных систем.Обычно рассматриваются такие клапаны, как дроссельные, пробковые, шаровые и шаровые регулирующие клапаны. Вероятно, наиболее распространенным критерием выбора клапана является первоначальная стоимость, но для насосных систем процесс выбора следует тщательно подбирать с учетом следующих факторов:

  • клапан и затраты на установку
  • Затраты на прокачку
  • Целостность седла
  • надежность
  • расходные характеристики

Стоимость установки различных типов регулирующих клапанов насосов может сильно различаться.Например, 12-дюймовый дроссельный или плунжерный клапан с приводом и элементами управления с гидравлическим приводом может стоить 5000 долларов, в то время как шаровой или шаровой регулирующий клапан может стоить от 2 до 4 раз больше. Помимо стоимости покупки, следует также добавить затраты на изготовление фланцевых соединений, управляющую проводку к органам управления двигателем насоса и обеспечение бетонных оснований для более тяжелых шаровых и шаровых регулирующих клапанов.

Конечно, стоимость установки клапана важна и представляет собой важное вложение.Но не менее важна стоимость перекачки, связанная с потерей напора через клапан. Электрический ток, потребляемый насосом, зависит от потери напора в системе и расхода. Дополнительные затраты на электроэнергию из-за потери напора клапана можно рассчитать по формуле:

A = (1,65 Q ΔH Sg C U) / E

где:

A = годовая стоимость энергии, долларов в год

Q = расход, галлонов в минуту

ΔH = потеря напора, фут водяного столба

Sg = удельный вес, безразмерный (вода 1.0)

C = стоимость электроэнергии, $ / кВт · час

U = использование, процент x 100 (1,0 равняется 24 часам в день)

E = КПД насоса и двигателя (типичное значение 0,80)

Например, разница в потерях напора между дроссельной заслонкой 12 дюймов (K = 0,43) и шаровым регулирующим клапаном (K = 5,7) в системе 4500 галлонов в минуту (12,7 футов / с) может быть рассчитана как следует:

ΔH = K v2 / 2 г

где:

ΔH = потери напора, фут водяного столба

K = коэффициент гидравлического сопротивления, безразмерный

v = скорость, фут / с

г = плотность, 32.2 фут / с2

заменяющий:

ΔH = (5,7 — 0,43) (12,7) 2/2 · 32,2

= 13,2 футов туалета

Эту разницу в потерях напора можно затем использовать для расчета разницы в годовых эксплуатационных расходах, предполагая, что затраты на электроэнергию составляют 0,05 доллара США за кВт-час и 50-процентное использование.

A = (1,65 х 4500 х 13,2 х 1,0 х 0,05 х 0,5) / (0,8)

= 3062 доллара США

Расчет показывает, что использование 12-дюймовой дроссельной заслонки вместо 12-дюймовой проходной регулирующей заслонки может сэкономить 3062 доллара в год на затратах на электроэнергию.Если бы на насосной станции было четыре таких клапана, работающих в течение сорока лет, общая экономия составила бы около 490 000 долларов за весь срок службы станции. Понятно, что затраты на перекачку могут быть даже более важными, чем затраты на установку. Кроме того, чем больше размер клапана, тем больше влияние затрат энергии.

Типичные коэффициенты потери напора показаны в таблице ниже в порядке уменьшения потерь напора. Шаровой клапан AWWA имеет самые низкие потери напора среди всех регулирующих клапанов насосов, но дроссельный клапан AWWA, вероятно, обеспечивает лучший баланс между затратами на электроэнергию и затратами на установку.

Тип клапана размер порта cv k регулирующий клапан globepattern 100 1800 570 бесшумный обратный клапан 100 2500 295 двухдисковый обратный клапан 80 4000 115 поворотный обратный клапан 100 4200 105 эксцентриковый плунжерный клапан 80 4750 81 обратный клапан swingflex 100 4800 80 обратный клапан с наклонным диском 140 5400 63 Дроссельная заслонка 90 6550 43 Шаровой кран 100 21500 4

Целостность седла регулирующего клапана насоса также важна, чтобы насос можно было обслуживать без обратного потока через клапан.Упругое седло в клапане, которое сопрягается с устойчивой к коррозии посадочной поверхностью, очень надежно, поскольку обеспечивает нулевую утечку. Если какая-либо утечка допустима, например, из-за неподходящих металлических седел, в местах утечки будет накапливаться мусор, а сопрягаемые поверхности могут подвергнуться эрозионному износу от мусора или утечке с высокой скоростью.

Чтобы клапан был надежным, он должен быть построен и испытан на соответствие промышленным стандартам, таким как AWWA C504, Butterfly Valves, опубликованным Американской ассоциацией водопроводных сооружений, чтобы гарантировать надежность конструкции, а также рабочие характеристики.Некоторые клапаны, такие как регулирующие клапаны с шаровой опорой, не подпадают под стандарт AWWA.

Наконец, характеристики потока регулирующих клапанов насоса будут определять, насколько хорошо они будут предотвращать скачки. Наиболее желательной характеристикой расхода клапана является такая, при которой клапан равномерно изменяет расход при установке в системе. Данные о расходе, предоставляемые производителями клапанов, представляют собой внутренние характеристики расхода, обычно выражаемые через коэффициент расхода (Cv) в различных положениях, как показано на Рисунке 10.

С левой стороны изображена кривая быстро открывающегося клапана (например, поворотного обратного клапана), которая отображает быстрое изменение расхода при открытии клапана. С другой стороны, это равнопроцентный клапан (например, шаровой кран с V-образным отверстием), который изменяет скорость потока в равном процентном соотношении. Наиболее желательной характеристикой потока для длинных трубопроводов является равный процент, обеспечиваемый поворотными дисковыми затворами и шаровыми кранами.

Все обсуждаемые критерии выбора, включая стоимость, потери напора, надежность и характеристики потока, следует рассматривать вместе при выборе клапана.Ни один тип клапана не превзойдет всех категорий. Выгоды от ожидаемой производительности должны быть сопоставлены с затратами и влиянием на потенциал всплеска системы.

Работа регулирующего клапана насоса

Используя дроссельную заслонку, давайте рассмотрим работу типичного регулирующего клапана насоса. Дроссельная заслонка приводится в действие поворотом вала на 90 градусов и обычно оснащена приводом с гидроцилиндром. Цилиндр может питаться водой под давлением от магистрали или от независимой масляной энергосистемы.

Ранее мы узнали, что отрицательные помпажи могут возникать в течение нескольких секунд, поэтому резервная водяная или масляная система является подходящей. На рисунке 11 показана типичная установка. На клапане установлено гидравлическое управление, электрически подключенное к контуру насоса. Четырехходовые и двухходовые электромагнитные клапаны (SV) направляют рабочую среду к портам цилиндра для включения клапана. Скорость открытия и закрытия регулируется независимо регулируемыми клапанами управления потоком (FCV).Клапаны управления потоком представляют собой специальные игольчатые клапаны со встроенным обратным обратным клапаном, позволяющим свободный поток в цилиндр, но контролируемый поток из цилиндра.

Когда насос запускается и давление растет, реле давления (PS), расположенное на коллекторе насоса, подает сигнал на открытие дроссельной заслонки. Во время останова, клапан закрывается, а насос продолжает работать. Когда клапан приближается к закрытому положению, концевой выключатель (LS), расположенный на клапане, останавливает насос.

Безопасное время работы регулирующего клапана насоса обычно намного больше критического периода. Для трубопроводов требуется длительное время работы, поскольку эффективное время закрытия клапана составляет часть его общего времени закрытия из-за того, что потеря давления клапана должна быть объединена с общей потерей давления в трубопроводе при регулировании расхода. Начальные полевые настройки обычно в три-пять раз превышают критический период, чтобы свести к минимуму помпаж.

Следует рассмотреть еще одну дополнительную функцию регулирующего клапана насоса: предотвращение обратного вращения насоса после сбоя питания или отключения по перегрузке. Поскольку современные насосы больше не оснащены маховиками, как в старых дизельных агрегатах, они имеют низкую инерцию вращения и останавливаются всего за несколько секунд. Следовательно, после отключения электроэнергии или отключения насоса регулирующий клапан насоса должен закрываться быстрее, чтобы предотвратить обратное вращение.

Гидравлическое управление клапана оснащено байпасной линией, оснащенной 2-ходовым соленоидным клапаном (SV) для направления контролируемого потока цилиндра вокруг клапана управления нормальным потоком и через большой клапан управления потоком (FCV), тем самым закрывая управление насосом. клапан автоматически через 5-10 секунд после сбоя питания.Это важно для предотвращения избыточного обратного вращения насоса и предотвращения истощения воды в гидропневматическом расширительном баке обратно через насос, если он используется.

В качестве альтернативы специальной байпасной схеме перед регулирующим клапаном насоса иногда устанавливается быстрозакрывающийся обратный клапан для поддержки регулирующего клапана. Быстро закрывающийся обратный клапан не только предотвращает обратный поток через насос, но также обеспечивает избыточную защиту насоса, если регулирующий клапан насоса не может закрыться из-за потери давления или неисправности оборудования.

Быстрое закрытие либо регулирующего клапана насоса, либо быстрозакрывающегося обратного клапана в системе длинных трубопроводов создает дилемму. Ранее объяснялось, что регулирующий клапан должен закрываться в три-пять раз больше критического периода. С другой стороны, клапан должен закрываться через пять секунд, чтобы защитить насос после сбоя питания. Следовательно, в этих системах при отключении электроэнергии будут возникать чрезмерные скачки напряжения, поэтому обычно требуется дополнительная защита от перенапряжения.

Оборудование для защиты от перенапряжений

Поскольку непрактично использовать материалы для труб, которые могут выдерживать высокие скачки давления или замедлять рабочую скорость потока до ползучей, необходимо оборудование для разгрузки от помпажа, чтобы предвидеть и рассеивать скачки от внезапных изменений скорости после отключения электроэнергии.Оборудование для сброса перенапряжения также обеспечит защиту от неисправных клапанов, неправильного наполнения или других проблем в системе.

Напорные трубы и расширительные баки

Многие типы оборудования для защиты от перенапряжения используются для защиты насосных систем. В системах с низким давлением напорная труба, открытая в атмосферу, почти мгновенно сбрасывает давление за счет выпуска воды. Для систем с более высоким давлением высота стояка была бы непрактичной, поэтому баллонный аккумулятор или уравнительный бак с воздухом под давлением над водой можно использовать для поглощения ударов и предотвращения разделения колонн (см. Рисунок 12).

Однако для типичных насосных систем эти резервуары имеют тенденцию быть большими и дорогими и должны поставляться с системой сжатого воздуха. При использовании также необходим дополнительный обратный клапан с быстрым закрытием, чтобы предотвратить утечку воды из расширительного бачка обратно через насос. Это распространенный пример, когда вы видите установленный регулирующий клапан насоса и обратный клапан с быстрым закрытием.

Кроме того, расширительный бачок создает чрезвычайно высокие показатели замедления (т.е.е. 25 футов / с2), поэтому для предотвращения захлопывания следует использовать быстрозакрывающиеся обратные клапаны или обратные клапаны, оборудованные расположенными снизу масляными заслонками.

Клапаны сброса перенапряжения

Клапаны сброса давления часто являются более практичным средством сброса давления. В этих клапанах скачок давления поднимает диск, позволяя клапану быстро сбрасывать воду в атмосферу или обратно во влажный колодец.

Клапаны сброса перенапряжения имеют ограничение, заключающееся в том, что они могут не открываться достаточно быстро для рассеивания скачков в случаях, когда может произойти разделение колонки.В тех случаях, когда компьютерная модель переходных процессов предсказывает резкие или быстрые скачки давления, следует рассмотреть возможность использования предохранительных клапанов, оборудованных упреждающими устройствами. Регулирующий клапан с шаровой опорой, оснащенный элементами управления для защиты от перенапряжения и предотвращения перенапряжения, показан на рисунке 13. Клапан предупреждения перенапряжения быстро открывается при обнаружении события высокого или низкого давления.

Когда насос внезапно останавливается, давление в коллекторе упадет ниже статического давления, что приведет к открытию клапана предотвращения перенапряжения.В этом случае клапан будет частично или полностью открыт, когда произойдет скачок давления в обратном трубопроводе. Клапаны антиципатора обычно открываются менее чем за пять секунд, проходят высокие низкие скорости и повторно закрываются медленно со скоростью закрытия регулирующего клапана насоса (от 60 до 300 секунд). Выбор предохранительных клапанов имеет решающее значение и должен контролироваться специалистами по анализу переходных процессов.

Комбинированные воздушные клапаны Anti-Slam

Воздушные клапаны помогают уменьшить скачки давления в трубопроводах, предотвращая образование воздушных карманов в трубопроводах во время нормальной эксплуатации.Воздушные карманы могут перемещаться по трубопроводу и вызывать внезапные изменения скорости и отрицательно влиять на работу оборудования, такого как устройства измерения расхода. Воздушные клапаны также предназначены для открытия и впуска воздуха в трубопровод, чтобы предотвратить образование вакуумного кармана, связанного с разделением колонны. Компьютерные программы анализа переходных процессов позволяют анализировать уменьшение помпажа при использовании воздушных клапанов различного размера.

Если ожидается разделение колонки в месте расположения воздушного клапана, воздушный клапан должен быть оборудован устройством предотвращения захлопывания, которое контролирует поток воды в воздушный клапан, чтобы предотвратить повреждение поплавка клапана (см. Рисунок 14).

Устройство предотвращения захлопывания позволяет воздуху беспрепятственно проходить через него во время цикла выпуска или повторного входа воздуха. Когда вода (из-за ее большей плотности) попадает в устройство, диск быстро закрывается и обеспечивает медленное закрытие поплавка воздушного клапана. Диск содержит отверстия, которые позволяют воде проходить через устройство защиты от захлопывания, когда оно закрыто, чтобы заполнить воздушный клапан примерно на 5 процентов от полной скорости заполнения, предотвращая закрытие воздушного клапана.

Клапаны вакуумного выключателя

Другой тип воздушного клапана, используемый в критических точках трубопровода, где может произойти разделение колонны, — это вакуумный прерыватель (VB), см. Рисунок 15. VB имеет компоненты, очень похожие на устройство предотвращения захлопывания, за исключением того, что диск VB удерживается закрытым с помощью пружину, в то время как тормозной диск остается открытым. Следовательно, вакуумный прерыватель не может удалить воздух; он пропускает воздух только для предотвращения образования вакуумного кармана. Это поддерживает избыточное давление в трубопроводе и снижает помпаж, связанный с разделением колонны.По сути, большая воздушная подушка попадает в трубопровод и задерживается в трубопроводе после отключения насоса. Затем в течение нескольких минут воздух медленно выпускается через примыкающий к нему выпускной воздушный клапан с маленьким (т.е. i.e. дюйма) отверстием. Опять же, программы анализа переходных процессов также предназначены для моделирования этого типа решения с воздушным клапаном.

Список литературы

1. Американская ассоциация водопроводных сооружений, Стальная водопроводная труба: руководство по проектированию и установке M11, «Гидравлический удар и скачок давления», 4-е изд.2004, с. 51-56.

2. Боссерман Баярд Э. «Контроль гидравлических переходных процессов», Проект насосной станции, Баттерворт-Хайнеманн, 2-е изд., 1998 г. Санкс, Роберт Л., изд., Стр. 153-171.

3. Хатчинсон, Дж. У., Справочник ISA по регулирующим клапанам, 2-е изд., Instrument Society of America, 1976, стр. 165-179.

4. Kroon, Joseph R., et. др., «Причины и последствия гидроудара», журнал AWWA, ноябрь 1984 г., стр. 39-45.

5.Val-Matic Valve & Mfg. Corp, 1993 «Критерии выбора обратного клапана» Обзор Waterworld, ноябрь / декабрь 1993 г., стр. 32-35.

6. Рахмейер, Уильям, 1998. «Испытания обратного потока восьмидюймовых обратных клапанов Valmatic», Отчет лаборатории Университета штата Юта № USU-609, Отчет об испытаниях клапана Val-Matic № 117, Элмхерст, Иллинойс, [конфиденциально].

7. Таллис, Дж. Пол, Гидравлика трубопроводов, Черновик 1984 г., Университет штата Юта, стр. 249-322.

8.Valmatic Valve & Mfg. Corp., «Динамические характеристики обратных клапанов», 2003 г.

Насосы и системы , май 2007 г.

Насосная станция

помогает резервуару обеспечить безопасность водоснабжения Чикаго

Система

предназначена для защиты озера Мичиган от загрязнения сточными водами

Когда все работает без сбоев в системе водоснабжения, независимо от того, подает ли эта система питьевую воду или удаляет сточные или ливневые воды, мало людей подумайте о том, что происходит.Однако, когда что-то идет не так, вся история меняется, и сложности, связанные с должным образом функционирующей водной системой, становятся все более важными для всех участников. Некоторые из этих систем, особенно жилые, довольно просты. Другие, такие как массивный муниципальный район мелиорации воды Большого Чикаго (MWRD), намного сложнее. Не чураются и инженеры и дизайнеры Metropolitan Industries.

Их опыт в области аппаратного и программного обеспечения насосных систем позволяет им легко масштабироваться и настраиваться для выполнения практически любого проекта.Однако, когда количество галлонов исчисляется миллиардами, масштабирование становится непростым делом, а исчерпывающее тестирование перед установкой помогает минимизировать риски и понять производительность.

Вход в городской район мелиорации воды Большого Чикаго в Ходжкинсе, штат Иллинойс.

Текущий проект специального назначения

MWRD был основан в 1889 году, за несколько лет до Всемирной Колумбийской выставки, как правительственное учреждение, отвечающее за очистку использованной воды и управление ливневыми водами на площади более 375 квадратных миль.В 1972 году MWRD приняло План туннелей и водохранилищ (TARP), чтобы помочь округу соблюдать государственные и федеральные стандарты качества воды, включая Закон о чистой воде (CWA), в Чикаго и 51 пригороде. TARP был разработан для защиты озера Мичиган от загрязнения неочищенными сточными водами, особенно во время сильных дождей и наводнений, путем направления потока этой воды в резервуары, где она могла отдыхать до тех пор, пока очистные сооружения не будут иметь возможность должным образом очистить ее.

Тестирование проходит в испытательной лаборатории Метрополитен.

Подземная экспертиза

Metropolitan знает насосы любого размера и понимает, что непрерывная работа имеет решающее значение для успеха системы, особенно такой, как размер и значение MWRD. Для начала компании нужно было понять конечную цель более крупного резервуара Маккука. После полного завершения в 2029 году резервуар будет иметь общую емкость 10 миллиардов галлонов, достижимую в два этапа, при этом на первом этапе будет предложено 3,5 миллиарда галлонов для защиты Чикаго и прилегающих территорий.Компания Metropolitan работала напрямую и в тесном сотрудничестве с MWRD над проектированием системы непитьевой воды Mainstream Pump Station с разделительным резервуаром с воздушным зазором для затворной воды для глубинных туннельных насосов. Однако дизайн был лишь частью проблемы.

Успешное завершение этого проекта, в ходе которого в январе 2018 года было начато успешное разливание воды, включало два отдельных, но тесно связанных компонента:

  • Метизы. Проект требовал установки трубопроводов, клапанов, электрических трубопроводов и проводки, в дополнение к резервуарам и насосному оборудованию.Основными компонентами резервуара были три разделительных резервуара из нержавеющей стали 304 (известная как нержавеющая сталь 18/10 или 18/8) с перегородками и трубопроводами из нержавеющей стали 304. Все компоненты соответствовали стандартам American Iron & Steel (AIS). Были использованы бустерные насосы с торцевым всасыванием, каждый мощностью 7,5 л.с. и 140 галлонов в минуту (галлонов в минуту) при 52 фунтах на квадратный дюйм, которые поддерживались частотно-регулируемыми приводами (ЧРП) и гидропневматическим резервуаром для отключения насоса с низким расходом. Заполненные клапаны городского водоснабжения с запасами на будущее завершили систему.
  • Элементы управления. Контроллер подкачивающего насоса воды с регулируемой скоростью MetroTech III был разработан в рамках этого проекта, поскольку он предоставляет операторам возможность просматривать рабочие условия и сигналы тревоги в реальном времени. Установочные и командные точки могут быть изменены, а встроенный экран справки обеспечивает легкий доступ к помощи по мере необходимости. Чтобы все работало как можно более плавно, контроллер интуитивно понятен и предлагает поиск и устранение неисправностей в режиме реального времени команде экспертов, которым поручено контролировать и обслуживать основную насосную станцию.

Чтобы гарантировать, что система будет работать в соответствии с планом, Metropolitan открыл свой объект для представителей MWRD, чтобы можно было провести тщательное тестирование со всеми заинтересованными сторонами.

Основные насосы на основной насосной станции на глубине 300 футов под землей. Круг на дальнем конце демонстрирует диаметр 33 фута реальной шахты туннеля.

Тестирование делает идеальным

Эксперты центра Metropolitan’s Romeoville, штат Иллинойс, хорошо разбираются в тестировании, а в самом центре есть обширные возможности тестирования, которые были расширены в 2017 году.Для крупных проектов полное тестирование системы значительно сокращает время запуска и снижает вероятность ошибок, то есть дополнительных затрат и времени простоя, после установки.

Испытательная лаборатория на месте была спроектирована для проведения полного спектра испытаний всего оборудования Metropolitan. Возможности тестирования включают испытания гидростатического давления, гидравлических характеристик и гидравлического оборудования как на отдельных элементах, так и на крупных сборках или сборках по индивидуальному заказу. Новые дополнения включают автоматическое тестирование с помощью программируемых логических контроллеров, дроссельных клапанов с приводом, калиброванную аппаратуру и, как выяснила команда MWRD, тестирование в присутствии клиентов.

[Посетите витрину WWD Metropolitan Industries]

Конечная цель каждого продукта, который Metropolitan продает, и каждого проекта, который он реализует, — иметь довольных клиентов, независимо от размера самого проекта. В случае резервуара MWRD McCook и основной насосной станции миллионы жителей Чикаго будут рассчитывать на этот резервуар в случае необходимости, и компания рада возможности поделиться с ними своим опытом.

(PDF) Воздействие воздушного резервуара на гидравлический удар в высоконапорной насосной станции

Воздействие воздушного резервуара на гидравлический удар в высоконапорной насосной станции

станция

L Wang, FJ Wang, ZC Zou, XN Li и JC Zhang

Колледж водных ресурсов и гражданского строительства, Китайский сельскохозяйственный университет,

Пекин 100083, Китай

Эл. Почта: wangling0113 @ 126.com, [email protected]

Аннотация. Влияние воздушного резервуара на процесс гидроудара в насосной станции с высоким напором

было проанализировано с использованием метода характеристик. Результаты показывают, что объем воздушного резервуара

является ключевым параметром, определяющим защитное действие по давлению гидроудара. Максимальное давление

в системе снижается с увеличением объема воздушного резервуара. Для воздушного резервуара с фиксированным объемом

форма воздушного резервуара и способ монтажа, например, горизонтальная или вертикальная установка

, мало влияют на гидравлический удар.Для получения хороших защитных эффектов,

баллон с воздухом должен располагаться близко к выпускному отверстию насоса. Как правило, если объем воздушного резервуара составляет

, гидравлический удар всего трубопровода эффективно контролируется.

1. Введение

Внезапная остановка насосов часто приводит к огромному изменению давления в проектах отвода воды для насосных станций с высоким напором

. В худшем случае отделение водяного столба может вызвать резкое и мгновенное повышение давления.Возникающее изменение давления угрожает безопасной эксплуатации

насосных станций. Таким образом, гидравлический удар защищен установкой расширительных баков [1-2], воздушных клапанов [3-4], воздушных резервуаров

или другого оборудования в реальной технике. Для традиционных мер безопасности существуют некоторые проблемы, связанные с ограничением расширительного бачка из-за топографии, а плохие характеристики выпуска воздуха из клапана

приводят к большому давлению. Однако в качестве эффективной меры защиты от гидроудара широко используется сосуд Air

, поскольку он отличается меньшими инвестициями и прост в обслуживании.

Общий объем, начальный объем воздуха и монтажное положение воздушного резервуара имеют важное влияние

на гидравлический удар. В настоящее время широко применяемыми методами определения общего объема воздушного судна

являются графический метод [5], метод формул [6] и метод оценки [7]. Размер общего объема

может быть определен опытным путем на основе этих методов. Для начального объема воздуха в воздушном сосуде Лю [8]

и Лян [9] обнаружили, что по мере увеличения начального объема воздуха в воздушном сосуде эффект защиты водяного молота

был лучше.Более того, Сайед [10] сравнил влияние двух различных положений установки

на гидравлический удар и указал, что гидравлический удар был эффективно защищен, когда позиция

воздушного резервуара находилась на главной линии сразу после соединения параллельной линии; Гао [11] также проанализировал

влияние положения на гидроудар и показал, что разные положения воздушного судна имели разные эффекты

на гидроудар. Но фактическое положение установки не было указано.

В данной работе построена математическая модель воздушного резервуара и проанализировано влияние режима установки

и положения воздушного резервуара на процесс гидроудара с помощью метода характеристик

. Гидравлический удар для высоконапорной насосной станции эффективно защищен конструкцией воздушного судна

.

6-я Международная конференция по насосам и вентиляторам с компрессорами и ветряными турбинами IOP Publishing

IOP Conf.Серия: Материаловедение и инженерия 52 (2013) 072010 doi: 10.1088 / 1757-899X / 52/7/072010

Содержимое этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0. Любое дальнейшее распространение

этой работы должно содержать указание на автора (авторов) и название работы, цитирование журнала и DOI.

Опубликовано по лицензии IOP Publishing Ltd 1

Технологический насос охлаждающей воды — Проект насосной станции для жидкости

Насосные станции для жидкости

General Air Products созданы как надежный, не требующий особого обслуживания компонент в вашем технологическом процессе.Каждая насосная система разработана в соответствии с вашими требованиями нашей командой инженеров и экспертов по жидкостным процессам. Наш многолетний опыт работы со всеми типами приложений гарантирует, что каждая спроектированная нами насосная система будет соответствовать вашим ожиданиям и превзойти их.

Стандартные насосные станции для жидкости

General Air Products поставляются в одинарной или дуплексной конфигурации насосов (хотя мы построили много тройных систем, четырехуровневых систем). Наши насосные системы полностью предварительно смонтированы и смонтированы на стальной опорной плите для простоты установки.

Насосные станции в индивидуальной упаковке

General Air Products имеет богатый опыт производства насосных станций для нестандартных индивидуальных применений. Качество и надежность — наш главный приоритет, независимо от того, насколько требовательны ваши требования. В чем мы отличаемся от других производителей насосных станций по индивидуальному заказу, так это после поддержки продаж: в General Air Products у нас есть опытные инженеры и обслуживающий персонал, которые находятся на расстоянии телефонного звонка.

Дополнительные функции и конфигурации:

  • Доступен с однофазным / трехфазным питанием
  • Конфигурации Simplex / Duplex / Triplex / Quad
  • Конструкция из нержавеющей стали
  • Панели управления, включенные в список UL
  • Электрические шкафы NEMA 1, 3, 3R, 12, 4 или 4X
  • Сертификат CE
  • Насосы с регулируемым приводом
  • Удаленный мониторинг и управление

Промышленные насосные станции

Арт. Стандартный
Расход
Напорный
Головка TDH
Насос HP Стандартное напряжение
(В / Фаза / Герцы)
Присоединительные размеры
(дюймовая часть)
FPSVD44 10 галлонов в минуту 100 футов 1/2 л.с. 460/3/60 1 1/4 дюйма
кадров / сек XD44 20 галлонов в минуту 100 футов 1 л.с. 460/3/60 1 1/4 дюйма
FPSYD44 35 галлонов в минуту 100 футов 1.5 лс 460/3/60 1 1/4 дюйма
FPSAD44 45 галлонов в минуту 100 футов 2 л.с. 460/3/60 1 1/2 дюйма
FPSBD44 75 галлонов в минуту 100 футов 3 л.с. 460/3/60 2 из
FPSCD44 125 галлонов в минуту 100 футов 5 л.с. 460/3/60 2 из
FPSDD44 175 галлонов в минуту 100 футов 7.5 лс 460/3/60 3 из
FPSED44 250 галлонов в минуту 100 футов 10 лс 460/3/60 3 из
FPSGD44 400 галлонов в минуту 100 футов 15 л.с. 460/3/60 3 из
кадров / сек HD44 600 галлонов в минуту 100 футов 20 лс 460/3/60 3 из
FPSID44 800 галлонов в минуту 100 футов 25 л.с. 460/3/60 6 эт.
кадров / сек JD44 900 галлонов в минуту 100 футов 30 лс 460/3/60 6 эт.
FPSKD44 1100 галлонов в минуту 100 футов 40 л.с. 460/3/60 8 эт.
FPSLD44 1400 галлонов в минуту 100 футов 50 лс 460/3/60 8 эт.
FPSMD44 1500 галлонов в минуту 100 футов 60 л.с. 460/3/60 8 эт.
FPSND44 1600 галлонов в минуту 100 футов 75 л.с. 460/3/60 10 Flg.
FPSOD44 1700 галлонов в минуту 100 футов 100 лс 460/3/60 10 Flg.
FPSVS44 10 галлонов в минуту 100 футов 1/2 л.с. 460/3/60 1 1/4 дюйма
кадров в секунду XS44 20 галлонов в минуту 100 футов 1 л.с. 460/3/60 1 1/4 дюйма
FPSYS44 35 галлонов в минуту 100 футов 1.5 л.с. 460/3/60 1 1/4 дюйма
FPSAS44 45 галлонов в минуту 100 футов 2 л.с. 460/3/60 1 1/2 дюйма
FPSBS44 75 галлонов в минуту 100 футов 3 л.с. 460/3/60 2 из
FPSCS44 125 галлонов в минуту 100 футов 5 л.с. 460/3/60 2 из
FPSDS44 175 галлонов в минуту 100 футов 7.5 лс 460/3/60 3 из
кадров в секундуES44 250 галлонов в минуту 100 футов 10 лс 460/3/60 3 из
FPSGS44 400 галлонов в минуту 100 футов 15 л.с. 460/3/60 3 из
кадров / сек HS44 600 галлонов в минуту 100 футов 20 лс 460/3/60 3 из
FPSIS44 800 галлонов в минуту 100 футов 25 л.с. 460/3/60 6 эт.
FPSJS44 900 галлонов в минуту 100 футов 30 лс 460/3/60 6 эт.
ФПСКС44 1100 галлонов в минуту 100 футов 40 л.с. 460/3/60 8 эт.
FPSLS44 1400 галлонов в минуту 100 футов 50 лс 460/3/60 8 эт.
кадров / сек MS44 1500 галлонов в минуту 100 футов 60 л.с. 460/3/60 8 эт.
ФПСНС44 1600 галлонов в минуту 100 футов 75 л.с. 460/3/60 10 Flg.
FPSOS44 1700 галлонов в минуту 100 футов 100 лс 460/3/60 10 Flg.
FPSVD44 5 галлонов в минуту 150 футов 1/2 л.с. 460/3/60 1 из
кадров / сек XD44 10 галлонов в минуту 150 футов 1 л.с. 460/3/60 1 из
FPSYD44 20 галлонов в минуту 150 футов 1.5 л.с. 460/3/60 1 1/2 дюйма
FPSAD44 35 галлонов в минуту 150 футов 2 л.с. 460/3/60 1 1/2 дюйма
FPSBD44 50 галлонов в минуту 150 футов 3 л.с. 460/3/60 2 из
FPSCD44 75 галлонов в минуту 150 футов 5 л.с. 460/3/60 2 из
FPSDD44 125 галлонов в минуту 150 футов 7.5 лс 460/3/60 3 из
FPSED44 175 галлонов в минуту 150 футов 10 лс 460/3/60 3 из
FPSGD44 275 галлонов в минуту 150 футов 15 л.с. 460/3/60 3 из
кадров / сек HD44 350 галлонов в минуту 150 футов 20 лс 460/3/60 3 из
FPSID44 500 галлонов в минуту 150 футов 25 л.с. 460/3/60 6 эт.
кадров / сек JD44 600 галлонов в минуту 150 футов 30 лс 460/3/60 6 эт.
FPSKD44 800 галлонов в минуту 150 футов 40 л.с. 460/3/60 6 эт.
FPSLD44 900 галлонов в минуту 150 футов 50 лс 460/3/60 6 эт.
FPSMD44 1200 галлонов в минуту 150 футов 60 л.с. 460/3/60 8 эт.
FPSND44 1400 галлонов в минуту 150 футов 75 л.с. 460/3/60 8 эт.
FPSOD44 1700 галлонов в минуту 150 футов 100 лс 460/3/60 8 эт.
FPSVS44 5 галлонов в минуту 150 футов 1/2 л.с. 460/3/60 1 из
кадров в секунду XS44 10 галлонов в минуту 150 футов 1 л.с. 460/3/60 1 из
FPSYS44 20 галлонов в минуту 150 футов 1.5 л.с. 460/3/60 1 1/2 дюйма
FPSAS44 35 галлонов в минуту 150 футов 2 л.с. 460/3/60 1 1/2 дюйма
FPSBS44 50 галлонов в минуту 150 футов 3 л.с. 460/3/60 2 из
FPSCS44 75 галлонов в минуту 150 футов 5 л.с. 460/3/60 2 из
FPSDS44 125 галлонов в минуту 150 футов 7.5 лс 460/3/60 3 из
кадров в секундуES44 175 галлонов в минуту 150 футов 10 лс 460/3/60 3 из
FPSGS44 275 галлонов в минуту 150 футов 15 л.с. 460/3/60 3 из
кадров / сек HS44 350 галлонов в минуту 150 футов 20 лс 460/3/60 3 из
FPSIS44 500 галлонов в минуту 150 футов 25 л.с. 460/3/60 6 эт.
FPSJS44 600 галлонов в минуту 150 футов 30 лс 460/3/60 6 эт.
ФПСКС44 800 галлонов в минуту 150 футов 40 л.с. 460/3/60 6 эт.
FPSLS44 900 галлонов в минуту 150 футов 50 лс 460/3/60 6 эт.
кадров / сек MS44 1200 галлонов в минуту 150 футов 60 л.с. 460/3/60 8 эт.
ФПСНС44 1400 галлонов в минуту 150 футов 75 л.с. 460/3/60 8 эт.
FPSOS44 1700 галлонов в минуту 150 футов 100 лс 460/3/60 8 эт.

Экономичные насосные станции HVAC

Арт. Стандартный
Расход
Напорный
Головка TDH
Насос HP Стандартное напряжение
(В / Фаза / Герцы)
Присоединительные размеры
(дюймовая часть)
кадров в секунду EVD44 10 галлонов в минуту 100 футов 1/2 л.с. 230/1/60 1 из
кадров в секунду EXD44 20 галлонов в минуту 100 футов 1 л.с. 230/1/60 1 из
кадров в секунду 35 галлонов в минуту 100 футов 1.5 лс 230/1/60 1 из
кадров в секунду 44 45 галлонов в минуту 100 футов 2 л.с. 230/1/60 1 из
ФПСEBD44 60 галлонов в минуту 100 футов 3 л.с. 230/1/60 1,5 дюйма
кадров / сек ECD44 100 галлонов в минуту 100 футов 5 л.с. 230/1/60 1.5 в
FPSEDD44 120 галлонов в минуту 100 футов 7.5 л.с. 208/230/460/3/60 2 из
FPSEED44 180 галлонов в минуту 100 футов 10 лс 208/230/460/3/60 2 из
кадров в секунду EVS44 10 галлонов в минуту 100 футов 1/2 л.с. 230/1/60 1 из
кадров в секунду EXS44 20 галлонов в минуту 100 футов 1 л.с. 230/1/60 1 из
FPSEYS44 35 галлонов в минуту 100 футов 1.5 лс 230/1/60 1 из
кадров в секунду, AS44 45 галлонов в минуту 100 футов 2 л.с. 230/1/60 1 из
ФПСEBS44 60 галлонов в минуту 100 футов 3 л.с. 230/1/60 1,5 дюйма
кадров / сек ECS44 100 галлонов в минуту 100 футов 5 л.с. 230/1/60 1.5 в
ФПСЭДС44 120 галлонов в минуту 100 футов 7.5 л.с. 208/230/460/3/60 2 из
кадров в секунду 44 180 галлонов в минуту 100 футов 10 лс 208/230/460/3/60 2 из
  • Циркуляция технологического охлаждения
  • Еда и напитки — подходит для мытья посуды
  • Насосная система жидкости для деионизированной воды (деионизированной воды)
  • Насосная система для заправочной станции гликоля
  • Насос и резервуар для покрытия труб
  • Горное дело
  • Производство стекла
  • Производство военной техники
  • Резка металла
  • Ванны охлаждающие
  • Бумажные фабрики
  • Высококачественные центробежные насосы с моноблочной муфтой
  • Расширительный бак, воздухоочиститель и воздухоотводчик
  • Запорные предохранительные клапаны
  • Манометры и датчики температуры и давления
  • Реле потока высокого качества
  • Основание из армированной стали
  • Звуковые и видимые сигналы тревоги
  • Дуплексный блок с обратными клапанами и автоматическим переключением с чередованием

Нажмите, чтобы связаться с нами сегодня или позвоните: 1-888-863-7389

Предотвращение гидравлического удара из-за повреждения насосов и труб

ЧТО ТАКОЕ МОЛОТОК ДЛЯ ВОДЫ?

Гидравлический удар возникает, когда скорость потока жидкости в трубе быстро изменяется.Он также известен как «помпаж». Это может вызвать очень высокое давление в трубах, очень высокие нагрузки на опоры труб и даже внезапное изменение направления потока. Это может вызвать разрыв труб, повреждение опор и трубных эстакад, а также утечку в стыках.

Гидравлический удар может произойти для любой жидкости в любой трубе, но его сила зависит от конкретных условий жидкости и трубы. Обычно это происходит в жидкостях, но может встречаться и в газах. Это может привести к разрыву труб и обрушению конструкций.

В этой статье будут описаны условия, которые, скорее всего, приведут к проблемам гидравлического удара, а также проблемы, с которыми могут столкнуться проектировщики и операторы насосов и трубопроводов.В нем также описаны некоторые способы решения проблем.

КАК ЭТО ПРОИСХОДИТ И КАКОВЫ ПОСЛЕДСТВИЯ?

Повышенное давление возникает каждый раз, когда жидкость ускоряется или замедляется из-за изменений состояния насоса или изменения положения клапана. Обычно это давление невелико, скорость изменения постепенная, и гидравлический удар практически не обнаруживается. Однако при некоторых обстоятельствах создаваемое давление может составлять многие десятки бар, а силы на опорах могут достигать многих тонн, что превышает их спецификации.В трубных мостах может возникнуть сопутствующий ущерб. Риск для безопасности, активов и окружающей среды очевиден.

Небольшой гидравлический удар можно обнаружить по движению трубы, стуку или пульсации потока. Серьезный гидроудар дает те же эффекты, но они могут быть достаточно большими, чтобы нанести серьезный ущерб, и могут произойти только один раз! Системы трубопроводов, характеристики которых могут привести к серьезному удару, должны быть проанализированы компьютерным программным обеспечением, особенно если в них находятся опасные химические вещества.Его наличие также иногда можно выявить по неожиданному открытию предохранительных клапанов.

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА ПРОИСХОДИТ ВОДНЫЙ МОЛОТОК?

Гидравлический удар — это ударная волна, проходящая по трубе в результате резкого изменения расхода. Наиболее частая причина — слишком быстрое закрытие клапана или внезапное отключение или запуск насоса. Это вызывает ударную волну, которая начинается у клапана или насоса и проходит по трубе, изменяя скорость жидкости по мере ее прохождения. Это причина высокого давления.Если волна резкая и проходит через изгибы трубы, скачкообразное изменение давления может вызвать дисбаланс сил, перемещающих трубу. Это может привести к смещению трубы с опор или передаче усилия на анкеры. Волна давления может проходить через насосы, повреждая крыльчатку и привод.

КАК ЕЩЕ МОЖЕТ БЫТЬ МОЛОТОК ВОДЫ?

Гидравлический удар также может быть вызван кавитацией из-за того, что давление падает ниже давления пара, а затем пузырьки схлопываются, когда давление снова увеличивается.Это может произойти после клапана или после насоса. Когда клапан закрывается или насос отключается, давление ниже по потоку может упасть до уровня, при котором жидкость закипает, создавая паровую полость. Это всасывание может вызвать обратный поток жидкости и сжатие полости при приближении к закрытому клапану или остановленному насосу. При столкновении с клапаном или насосом может произойти сильный удар.

Закрытие обратных клапанов также может вызвать гидроудар. Некоторые системы очень склонны к этому, и использование простого поворотного обратного клапана может вызвать сильный гидроудар.Некоторые компании производят обратные клапаны, которые сводят к минимуму гидравлический удар, вызванный их работой.

Образование полостей в высоких точках труб из-за превышения барометрической высоты вертикальных опор также может вызвать гидравлический удар при возобновлении потока.

КАК МЫ МОЖЕМ ОПРЕДЕЛИТЬ ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СИТУАЦИИ С ВОДНЫМ МОЛОТОМ?

Невозможно дать простые и безошибочные правила определения потенциала гидроудара. Существуют компьютерные программы, которые позволяют моделировать трубопроводные системы и выявлять любые потенциальные проблемы гидравлического удара.В опытных руках их также можно использовать для поиска наилучшего решения любых подобных проблем. Простые проверки могут быть выполнены вручную, и у некоторых поставщиков есть номограммы, которые помогают прогнозировать молот и проектировать подходящие подъемники. Однако большинству систем требуется хорошее компьютерное программное обеспечение, чтобы делать это точно.

КАКОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРА ДОСТУПНО?

Существует несколько программ, включая Flowmaster, HiTrans, Hammer и Wanda. Автор имеет большой опыт работы с Flowmaster и HiTrans, а также некоторый опыт работы с Hammer.Все это эффективные программы, но для уверенного использования требуются значительная подготовка и опыт. HiTrans недорогой, но подходит только для простых систем, тогда как другие могут моделировать сложные сети, но стоят дорого. Все они дают точные результаты по давлению, создаваемому в системе. Flowmaster и HiTrans не могут рассчитывать силы, но автор разработал электронные таблицы, которые берут свои результаты истории давления и времени и анализируют их на предмет пиков давления и силы и времени действия.Hammer может рассчитывать мгновенные значения силы в трех измерениях при условии ввода подходящей информации о трубе. Результаты программ могут быть введены в программы анализа напряжений, такие как Caesar, для учета других напряжений в трубах. Однако анализ силы сложен, поскольку силы могут иметь продолжительность от нескольких секунд до нескольких миллисекунд.

ЕСЛИ У МЕНЯ ЕСТЬ ПРОБЛЕМА, КАК Я ЕСТЬ РЕШЕНИЕ?

В качестве быстрого решения, если проблема связана с клапаном, сильно замедлите его! Существует эмпирическое правило «время закрытия 1 секунда на каждый дюйм диаметра трубы», но я считаю его плохим и рекомендую 5 секунд на дюйм диаметра или больше.Если это насос, установите многооборотные клапаны (установите редукторы на дроссельные и шаровые краны) и заставьте операторов использовать их медленно.

Однако гораздо лучше смоделировать систему с использованием подходящего программного обеспечения, тогда все потенциальные решения могут быть протестированы в модели, чтобы проектировщик мог выбрать лучшее и наиболее экономичное решение для своей системы трубопроводов. Это должно быть обязательным для длинных труб (например, длиной> 500 м), по которым проходят токсичные или легковоспламеняющиеся материалы.

Решения зависят от обстоятельств каждой ситуации.Они могут включать:

1 Устраните причину удара молотка.

Некоторые причины могут быть устранены путем устранения проблемного элемента или контроля над ним. Помимо ранее обсужденных пунктов, сюда могут входить вибрирующие клапаны сброса давления, закрытие клапанов быстрого аварийного отключения и некоторые ручные закрытия клапанов, например, дроссельные заслонки. Устройства плавного пуска могут помочь с некоторыми проблемами гидравлического удара, вызванными насосами.

2 Уменьшите скорость откачки.

Это можно сделать, используя трубу большего диаметра или меньшую скорость потока.

3 Сделайте трубу более прочной.

Это может быть дорого, но может быть решением, если характеристики трубы превышены лишь незначительно.

4 Уменьшите скорость клапана или используйте клапаны с лучшими характеристиками нагнетания в трубопроводной системе.

5 Используйте расширительные бачки. Они позволяют жидкости выходить или попадать в трубу при гидравлическом ударе и обычно наблюдаются только в водных системах.

6 Используйте ограничители перенапряжения . Они похожи на демпферы пульсаций, обычно устанавливаемые на поршневые насосы прямого вытеснения, только намного большего размера.

7 Используйте маховики насоса. Их можно использовать, когда гидравлический удар является следствием слишком быстрого замедления работы насоса после отключения.

8 Используйте предохранительные клапаны. Они не подходят для токсичных материалов, если не предусмотрена система улавливания.

9 Используйте впускные воздушные клапаны. Они не подходят, если проникновение воздуха или других возможных внешних материалов недопустимо.

10 Новым решением было бы введение азота или воздуха в жидкость .Автор не видел, чтобы это использовалось на практике, и его использование потребует осторожности, но теоретически это возможно.

Автор Биография:

Стюарт Орд — инженер-химик из Англии. Он имеет диплом с отличием 1-й степени в области химического машиностроения и является научным сотрудником Института инженеров-химиков. Он работал в крупных химических компаниях, но сейчас работает частным консультантом, специализирующимся на исследованиях опасностей, оценке рисков и анализе гидравлических ударов.Со Стюартом можно связаться по телефону +44 7981 569058, stuart @ CEDCS.com или через его сайт www.

1 Comment

  1. 400 mg fluticasone dosage for 1 year old

    Antibiyotikler ve ilaç etkileşimleri. Antibiyotikler için de pek
    çok ilaç grubunda olduğu gibi ilaç etkileşimi riski mevcuttur.
    Kan sulandırıcı bir ilaç olan varfarin pek çok
    antibiyotik grubu ile etkileşmektedir. Florokinolon grubu antibiyotikler
    de etkileşim ihtimali yüksek olan ilaç gruplarındandır.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *