Hydraulisen mallin testaus: Ilman sisäänpääsy pumppujärjestelmissä

23.7.20257 min read

"Ilman sisäänpääsyn" hydraulisen mallin testaus: Miten estää kaasukuplien muodostuminen pumppujärjestelmissä.

Keskipakopumpun on imettävä mahdollisimman vähän liukenematonta kaasua (esim. ilmaa). Kaasukuplat voivat kerääntyä sen juoksupyörään tai pesään ja häiritä virtausta. KSB tutki kattavassa mallikokeessa vaihtoehtoja, joilla voidaan estää tai vähentää kaasukuplia pumppujärjestelmissä. Lue lisää saadaksesi lisätietoja.

KSB on aloittanut kattavan mallitestauksen tutkiakseen vaihtoehtoja ilman sisäänpääsyn vähentämiseksi.

Sovellettavien määräysten ja suositusten mukaan pumppujärjestelmän imukammion tulovirtaus on suunniteltava siten, että ilman pääsy pumppuihin estetään. Tähän on hyvä syy: Ilman tai muiden liukenemattomien kaasujen joutuminen kuljetettaviin nesteisiin voi häiritä vakavasti virtausta pumpussa. Tämä taas voi muuttaa ominaiskäyrää ja vaikuttaa suorituskykyyn. KSB teki hydraulisia kokeita, joilla tutkittiin vaihtoehtoisia tapoja vähentää ilman sisäänpääsyä.

Testimallissa oli säiliö ja tulolinja, joka sijaitsi vedenpinnan yläpuolella vasemmalla puolella. Tuloaukon korkeus ja etäisyys pumpusta olivat säädettävissä. Lisäksi testimallissa oli pumppuun johtava putki ja mahdollisuus asentaa ohjain ja tasanteen kaltainen rakenne. Testin kannalta merkityksellisiä tekijöitä olivat säiliön vedenpinta, poistonopeus ja veden putoamiskorkeus.

Testin ensimmäinen osa suoritettiin ilman ohjainta ja alhaisella putoamiskorkeudella. Virtausnopeuden ollessa noin 4 m3/h ilmaa pääsi veteen ja se pyörteili. Suuremmat kaasukuplat nousivat nopeasti pintaan; pienemmät kaasukuplat kulkeutuivat pumpun tuloputken suuntaan. Tämän jälkeen virtausnopeus nostettiin noin 8 m3/h arvoon. Tämä johti mallitestissä suurempaan ilman pääsyyn pumpun tuloputken suunnassa. Suurempi määrä suurempia ilmakuplia pääsi pumpun tuloputkeen. Kun virtausnopeus nostettiin arvoon 12 m3/h, ilman sisäänpääsy vaikutti koko säiliön oikealla puolella. Pumpun tuloputkeen pääsi suuri määrä kaasukuplia.

Mallitestin toinen osa suoritettiin ilman ohjainta suurella putoamiskorkeudella ja virtausnopeudella n. 4 m3/h. Suihkun tunkeutumissyvyys oli suuri testin tässä osassa. Ilmaa puhaltui syvälle veteen, sekoittui ja siirtyi pumpun tuloputken suuntaan. Pumpun tuloputkeen tuli keskikokoisia ja pieniä kuplia. Tämän jälkeen virtausnopeudeksi nostettiin noin 8 m3/h. Tämä osoitti seuraavaa: Mitä suurempi putoamiskorkeus ja ulostulonopeus ovat, sitä suurempi on ilman sisäänpääsy. Tämä johti siihen, että suurempia kaasukuplia pääsi myös pumpun tuloputkeen. Kun virtausnopeus nostettiin arvoon noin 12 m3/h, suihku osui säiliön oikeaan takalaitaan lähelle pumpun tuloputkea ja aiheutti pyörteitä säiliön oikeanpuoleiseen seinämään. Tämä ei lisännyt tunkeutumissyvyyttä.

Grafik zur Bestimmung des optimalen Arbeitsbereichs

Ilman tunkeutumisen estäminen ohjaimella ja tasanteella

Testin kolmas osa suoritettiin matalalla putoamiskorkeudella, ja siinä käytettiin ohjainta, joka katkaisi vesisuihkun ennen sen virtaamista säiliöön. Mallitesti aloitettiin virtausnopeudella, joka oli n. 4 m3/h. Ilman sisäänpääsy pyörteili syvälle veteen ja se estyi suurelta osin ohjaimen ansiosta. Kaasukuplat nousivat nopeasti pintaan ohjaimen takana. Vain muutama kaasukupla pääsee pumpun tuloputkeen säiliön oikealla puolella.

Tämän jälkeen virtausnopeudeksi nostettiin noin 8 m3/h. Tällöin suuri määrä ilmakuplia (lähes puolet) pidättyi deflektoriin tai nousi suoraan pintaan deflektorin takaosassa. Testin tässä osassa pumpun tuloputkeen pääsi vain muutamia pieniä kaasukuplia. Kun virtausnopeus nostettiin noin arvoon 12 m3/h, ilman sisäänpääsy kasvoi ja se pyörteili ohjaimen alapäässä. Pienet ja keskikokoiset ilmakuplat kulkeutuivat tuloaukon suuntaan ja pääsivät pumppuun.

Testin neljännessä osassa putouskorkeutta lisättiin. Alkuperäinen virtausnopeus oli n. 4 m3/h. Tuleva ilma pyörteili syvälle veteen, mutta se estyi suurelta osin ohjaimen ansiosta. Vain hyvin pieni määrä pienimpiä kaasukuplia pääsi pumppuun. Tämän jälkeen virtausnopeudeksi nostettiin noin 8 m3/h. Vesisuihku osuu ohjaimeen veden pinnan kautta. Vesisuihku ohjautui pystysuoraan ohjaimen kohdalla ja pyörteili yhdessä ilman kanssa pääasiassa säiliön vasemmassa osassa. Pumpun tuloputkeen pääsi vain hyvin pieniä määriä pieniä kaasukuplia. Kun virtausnopeus nostettiin noin arvoon 12 m3/h, vesisuihku ohjautui ohjaimella jo vedenpinnan yläpuolelle. Tällöin pumpun tuloputkeen päässeiden pienempien ilmakuplien määrä kasvoi.

Mallien testauksen viides osa suoritettiin pienellä putoamiskorkeudella, ja siinä käytettiin ohjainta ja korotettua tasannetta. Mallitesti suoritettiin virtausnopeudella n. 4 m3/h. Se osoitti, että ilmakuplat pyörivät välittömästi takaisin poikkeuttimen vasemmalla puolella olevalle korotetulle tasanteelle. Ilmakuplat eivät päässeet pumpun tuloputkeen. Kun virtausnopeus nostettiin noin arvoon 8 m3/h tulos oli sama: Korotettu tasanne pidätti myös suuremman ilman pääsymäärän, joka jäi vasempaan säiliön puolikkaaseen. Tämä ei juurikaan muuttunut, vaikka virtausnopeutta nostettiin noin arvoon 12 m3/h, mikä lisäsi ilman sisäänpääsyä. Vain hyvin pieni määrä sisään päässyttä ilmaa pääsi pumppuun.

Mallien testauksen kuudes ja viimeinen osa suoritettiin ohjaimella ja korotetulla tasanteella suurella putoamiskorkeudella. Virtausnopeus mallitestin ensimmäisessä osassa oli noin 4 m3/h. Tässä tapauksessa ilmakuplat pääsivät syvälle veteen, mutta ne pysähtyivät ohjaimeen ja korotettuun tasanteeseen säiliön vasemmalla puolella. Kun virtausnopeus nostettiin noin 8 m3/h arvoon, myös suurin osa ilmakuplista jäi korotettuun tasanteeseen ja ne pyörteilivät säiliön vasemmanpuoleisessa osassa. Vain hyvin pieniä määriä pienempiä ilmakuplia pääsi säiliön oikealle puolelle, jossa pumpun tuloputki oli. Kun virtausnopeus nostettiin noin 12 m3/h arvoon, pyörteet voimistuivat vesisuihkun poikkeutuksen vuoksi. Tälläkin virtausnopeudella suuri määrä sisään päässyttä ilmaa jäi korotetun tasanteen ansiosta pääasiassa säiliön vasemmalle puolelle.

Ilman sisäänpääsymallin testauksen päätelmät

Ilman sisäänpääsy voi vaikuttaa kielteisesti pumpun tasaiseen toimintaan ja tehoon, jos pumppu imee ilmaa. Pumppujärjestelmää suunniteltaessa on ehdottomasti estettävä tai minimoitava ilman tai muiden kaasujen pääsy käsiteltävän nesteen mukana. Jos putken alapään ja vähimmäisvedenkorkeuden välistä korkeuseroa ei voida välttää, ohjaimen ja korotetun tasanteen kaltaisten rakenteiden käyttö voi vähentää huomattavasti ilman sisäänpääsyä, kuten KSB:n hydraulisen mallin "ilman sisäänpääsy" -testi osoitti.

KSB:n suorittama mallitestaus: Huomioi pienet asiat, rakenna suuria!

KSB tekee yleensä mallitestejä kohteelle tai menettelylle aina, kun alkuperäisten olosuhteiden mittaaminen ei ole teknisesti tai taloudellisesti mahdollista. Kokeellisten tutkimusten avulla KSB löytää uusia mahdollisuuksia pumppujärjestelmien tehokkuuden parantamiseen.

Hydraulinen ilman sisäänpääsyn koe oli vain yksi monista KSB:n tekemistä mallikokeista. Laajenna erikoisosaamistasi muiden hydrauliikkamallien testien tuloksilla, jotka koskevat esimerkiksi kaasutaskuja, kallistuskulmaa tai kiintoaineiden kulkeutumista.

Hyvä tietää: Affiniteettilakeja noudatetaan ja sovelletaan, kun mallikokeita suunnitellaan, suoritetaan ja arvioidaan sekä kun tuloksia siirretään alkuperäisen kokoiseen koneeseen ja/tai alkuperäisiin käyttöolosuhteisiin. Geometrisen samankaltaisuuden säilyttämisen lisäksi tähän kuuluu kimmoisista ja lämpömuodonmuutoksista johtuvien pituuden muutosten huomioon ottaminen, testitulosten muuntaminen affiniteettilakien perusteella, nesteen ominaisuuksien huomioiminen ja paljon muuta.

Toisin sanoen kaikki se, jonka avulla mallitestillä voidaan optimoida pumppujärjestelmän päivittäinen toiminta tosielämässä.

Haluatko lisätietoja? Ota meihin yhteyttä. Odotamme yhteydenottoasi.

Amarex KRT

Asiakirjat

Vaaka- tai pystyasenteinen yhdellä juoksupyörällä varustettu uppopumppu. Pumppu on saatavana kiinteäasenteisena tai siirrettävänä, energiaa säästävän moottorin kanssa sekä räjähdyssuojattuna mallina. Pumpun asennustapavaihtoehtoina ovat märkä- ja kuiva-asennus ja siihen on valittavissa erilaisia uuden sukupolven juoksupyörätyyppejä.

Lisätiedot

Etanorm/Etanorm MyFlow/Etanorm Pro

Asiakirjat

Yksivaiheinen prosessirakenteinen kierrekotelopumppu, tehot ja päämitat standardin EN 733 mukaan, IEC-yhteensopivan PumpDrive 2- ja SuPremE-kokonaisuuden kanssa tai PumpDrive 3:n kanssa, teholuokka IE4/IE5 (vastaa standardia IEC TS 60034-2-3:2016), moottoriin integroitu taajuusmuuttaja. Pumpussa on vaihdettavat rakorenkaat, suljettu radiaalipyörä ja kaarevat siivet, yksi- ja kaksitoimiset liukurengastiivisteet standardin EN 12756 mukaisesti ja akselitiivisteen kohdalle asennettava vaihdettava akseliholkki. Prosessirakenteen ansiosta kytkin, laakerinkannatin ja siipipyörä voidaan purkaa irrottamatta pumppukoteloa putkistosta. Kiinnityskohdat standardin IEC 60072 mukaisesti, kotelomitat standardin DIN V 42673 (07-2011) mukaisesti. Saatavana ATEX-malli. Ylittää ErP-direktiivin tehokkuusvaatimukset reilusti.

Lisätiedot

Multitec

Asiakirjat

Moniportainen, vaaka- tai pystysasenteinen ja moduulirakenteinen korkeapainepumppu. Imuyhteen suunta on valittavissa käyttötarpeen mukaan. Pumppu on valurakenteinen ja varustettavissa moottorinohjausjärjestelmällä. Pumppu on saatavilla myös ATEX-versiona.

Lisätiedot

Pysy ajan tasalla KSB:n uutiskirjeen avulla.

Haluatko varmistaa, ettet koskaan jää paitsi viimeisimmistä uutisista? KSB:n uutiskirjeen avulla saat tietoa tuotteistamme ja ratkaisuistamme, ajankohtaisista kampanjoista ja tapahtumista sekä kiehtovia näkemyksiä KSB:n maailmasta.

Tilaa KSB:n uutiskirje.