Робота відцентрового насоса під вакуумом

Для початку трошки теорії.

NPSH "Net Positive Suction Head" (чистий позитивний гідравлічний напір) або так званий кавітаційний запас - найважливіша величина для оцінки всмоктувальної здатності насоса. NPSH визначає мінімальний тиск на вході в насос, потрібний для роботи без кавітації.

Розрізняють два значення NPSH: NPSHr "required" - необхідний кавітаційний запас, тобто – необхідне значення підпору на всмоктувальному патрубку насоса. NPSHr для кожного насоса визначається випробуваннями на заводі-виробнику, і вказується на графіках і в таблицях (див. рис.1). Слід зауважити, що ці дані приводяться для температури рідини при +20С.

рис.1

Порівняння значення NPSH насосів з частотою обертання 1500 і 3000 об/хв.

NPSHa "available" - "доступне" значення підпору системи в якій встановлений насос. Зрозуміло, що насос використовується в якісь системі (опалення, водопостачання, водовідведення, виробництво спирту, продуктів харчування тощо), тому якість його роботи в переважній мірі залежить від системи трубопроводів, схеми обв’язки, запірної арматури, автоматики, а не тільки від виробника самого насоса і його конструктивних особливостей.

NPSHa (системи) завжди повинен бути більшим за NPSHr (насос)

NPSHa> NPSHr

Ця умова повинна виконуватися для нормальної безкавітаційної роботи насоса.

Розглянемо для прикладу роботу насоса, при відкачуванні рідини з ємності яка знаходиться під вакуумом. Це може бути, наприклад, хімічний реактор або бражна колона, з якої відбувається відкачування барди.

Принципова схема такого процесу зображена на рис. 2

Проектне рішення зображено на рис. 3

рис.2

рис.3

NPSHa системи, що працює під вакуумом, це велечина яка розраховується за формулою

NPSHa = P + Lh - (Vp + Hf)

P - Тиск на поверхні рідини в закритій ємності (надлишковий тиск);

оскільки ємність під вакуумом, умовно приймаємо Р=0 (абсолютний вакуум, хоча в реальних системах абсолютний тиск не буде рівний нулю)

Lh – максимальна висота підпору;

Vр - Тиск насиченої пари рідини при максимальній робочій температурі рідини;

Hf - Втрати на тертя у трубопроводі, що всмоктує, при необхідній продуктивності насоса;

Отже з формули можна зробити висновок, що для збільшення можливості всмоктування насоса, потрібно збільшувати величину стовпа рідини (Lh), зменшити тиск парів рідини (Vp) – оскільки ця величина залежить від температури, бажано відкачувати більш холодну рідину, зменшити втрати на тертя в трубопроводі (збільшити діаметри всмоктуючої труби, встановлювати запірну арматуру на більшому діаметрі).

Як видно з рис. 1, пріоритетним є використання насосів з частотою обертання 1500 об/хв., замість 3000 об/хв.