Luchtinslag-test met behulp van een hydraulisch model: zo kunnen gasbellen in pompsystemen worden voorkomen.
Een centrifugaalpomp moet zo min mogelijk onopgeloste gassen (zoals lucht) aanzuigen aangezien er zich dan gasbellen verzamelen binnen het centrifugale veld, in de waaier of in het huis, waardoor de stroming kan worden belemmerd. KSB heeft door middel van een uitgebreide test onderzocht, welke mogelijkheden er zijn voor het verminderen of voorkomen van gasbellen in pompsystemen. In dit artikel leest u meer hierover.
Een centrifugaalpomp moet zo min mogelijk onopgeloste gassen (zoals lucht) aanzuigen aangezien er zich dan gasbellen verzamelen binnen het centrifugale veld, in de waaier of in het huis, waardoor de stroming kan worden belemmerd. KSB heeft door middel van een uitgebreide test onderzocht, welke mogelijkheden er zijn voor het verminderen of voorkomen van gasbellen in pompsystemen. In dit artikel leest u meer hierover.
KSB start een uitgebreide test om de mogelijkheden voor het verminderen van luchtbellen te onderzoeken.
In de geldende voorschriften en aanbevelingen wordt erop gewezen dat toevoeren in de aanzuigruimte van een pompsysteem zodanig moeten zijn ontworpen dat luchtbellen in de pompen worden voorkomen. En terecht: inslag van lucht of andere onopgeloste gassen in de transporteren vloeistof kan bij een van de pompen de stroming ernstig belemmeren. Hierdoor kan de karakteristiek van de pomp veranderen en de werking ervan verstoord worden. Daarom heeft KSB door middel van een met behulp van een hydraulisch model uitgevoerde test de mogelijkheden voor het verminderen van luchtbellen uitgebreid onderzocht.
Het bij de test gebruikte model bestond uit een bassin en een toevoerleiding aan de linkerkant boven de waterspiegel. De hoogte van de toevoer en de afstand tot de pomp konden gevarieerd worden. Daarnaast had het model een variabel te plaatsen keerschot, een balkonconstructie en een toevoerleiding naar de pomp. Relevante factoren voor de test waren het waterniveau in het bassin, de uitstroomsnelheid en de valhoogte van het water.
Het eerste gedeelte van de test werd uitgevoerd zonder keerschot, met een lage valhoogte. Bij een debiet van ca. 4 m3/u werd de lucht in het water ingebracht en in werveling gebracht. Grotere gasbellen bewogen snel naar het oppervlak, kleinere gasbellen werden meegevoerd in de richting van de toevoerleiding van de pomp. Vervolgens werd het debiet verhoogd tot ca. 8 m3/u. Dit leidde ertoe dat er bij de test een grotere mate van luchtinslag in de richting van de toevoerleiding van de pomp werd vastgesteld. Daarbij kwam er ook een groter aantal grotere luchtbellen bij de toevoerleiding terecht. Na het verhogen van het debiet tot 12 m3/u was er in de gehele rechter helft van het bassin sprake van luchtinslag. Daarbij kwam een groot aantal gasbellen in de toevoerleiding van de pomp terecht.
Het tweede gedeelte van de test werd uitgevoerd zonder keerschot, met een grote valhoogte, bij een debiet van ca. 4 m3/u. Bij dit gedeelte van de test drongen de stralen diep in het water binnen. De lucht werd diep in het water ingebracht, in werveling gebracht en verplaatst in de richting van de toevoerleiding van de pomp. Daarbij kwamen middelgrote en kleine bellen in de toevoerleiding van de pomp terecht. Vervolgens werd het debiet verhoogd tot ca. 8 m3/u. Hierbij bleek: hoe groter de valhoogte en de uitstroomsnelheid, des te meer luchtinslag. Als gevolg hiervan kwamen er ook grotere gasbellen in de toevoerleiding van de pomp terecht. Na het verhogen van het debiet tot ca. 12 m3/u drong de straal zeer ver naar rechts in het bassin binnen, vlakbij de toevoerleiding van de pomp, en werd tegen de rechterwand van het bassin in werveling gebracht. Daarmee nam de diepte waarmee de staal binnendrong niet verder toe.
Verminderen van luchtbellen door middel van een keerschot en een balkonconstructie.
Het derde gedeelte van de test werd uitgevoerd met een lage valhoogte en met gebruikmaking van een keerschot waarmee de waterstraal werd afgeremd voordat deze in het bassin terechtkwam. Dit gedeelte van de test begon met een debiet van ca. 4 m3/u. De luchtbellen werden diep in het water in werveling gebracht en voor een groot deel tegengehouden door het keerschot. Achter het keerschot stegen gasbellen snel naar de oppervlakte. Slechts een paar kleine gasbellen kwamen bij de leiding van de pomp in de rechter helft van het bassin terecht.
Vervolgens werd het debiet verhoogd tot ca. 8 m3/u. Hierbij bleek dat de luchtbellen voor een groot deel (bijna de helft) door het keerschot werden tegengehouden of direct achter het keerschot naar de oppervlakte stegen. Bij dit gedeelte van de test kwamen slechts een paar kleine gasbellen bij de toevoerleiding van de pomp terecht. Na het verhogen van het debiet tot ca. 12 m3/u kwamen er meer luchtbellen en werd de ingeslagen lucht via het onderste uiteinde van het keerschot in werveling gebracht. Kleinere en middelgrote luchtbellen werden meegevoerd in de richting van de uitstroomopening en kwamen bij de pomp terecht.
Voor het vierde gedeelte van de test werd de valhoogte vermeerderd. Er werd begonnen met een debiet van ca. 4 m3/u. De luchtbellen werden diep in het water in werveling gebracht, maar werden voor een groot deel tegengehouden door het keerschot. Slechts een zeer klein aantal kleine gasbellen kwam bi de pomp terecht. Vervolgens werd het debiet verhoogd tot ca. 8 m3/u. De waterstraal kwam nu via de waterspiegel tegen het keerschot terecht. Het binnenkomende water kwam tegen het keerschot aan, werd daarbij in verticale richting gebracht en werd samen met de luchtbellen grotendeels in de linker helft van het bassin in werveling gebracht. Slechts zeer kleine aantallen kleinere gasbellen kwamen bij de toevoerleiding van pomp terecht. Na het verhogen van het debiet tot ongeveer 12 m3/u weerkaatste de waterstraal reeds via de waterspiegel tegen het keerschot. Daarbij nam het aantal kleinere luchtbellen dat bij de toevoerleiding van de pomp terecht kwam toe.
Het vijfde gedeelte van de test werd uitgevoerd met een geplaatst keerschot en met een balkonconstructie, met een kleine valhoogte. Eerst werd een debiet van ca. 4 m3/u gebruikt. Hierbij bleek dat de luchtbellen door de balkonconstructie op de linkerkant van het keerschot meteen weer in werveling werden gebracht en werden teruggedrongen. Er kwam geen luchtbellen bij de toevoerleiding van de pomp terecht. Na het verhogen van het debiet tot ongeveer 8 m3/u was het resultaat hetzelfde: De nu in grotere aantallen voorkomende luchtbellen werden ook in dit geval door het balkon gevangen en bleven in de linker helft van het bassin. Zelfs bij een verhoging van het debiet tot ca. 12 m3/u en de bijbehorende toename van het aantal luchtbellen veranderde dit vrijwel niet. Slechts een zeer kleine hoeveelheid ingeslagen lucht kwam bij de pomp terecht.
Het zesde en tevens laatste gedeelte van de test werd uitgevoerd met keerschot en balkonconstructie, met een grote valhoogte. Eerst bedroeg het debiet ca. 4 m3/u. Hierbij bleek dat de luchtbellen weliswaar diep in het water terechtkwamen, maar door het keerschot en de balkonconstructie in de linker helft van het bassin werden vastgehouden. Bij een verhoging van het debiet tot ca. 8 m3/u werden de meeste luchtbellen eveneens door het balkon gevangen en werden in de linker helft van het bassin in werveling gebracht. Slechts zeer kleine hoeveelheden kleinere luchtbelletjes kwamen in de rechter helft van het bassin met de toevoerleiding van de pomp terecht. Na een verhoging van het debiet tot ca. 12 m3/u werden als gevolg van de teruggekaatste waterstraal de wervelingen sterker. Maar zelfs bij dit debiet bleven de grotere luchtbellen merendeels in de linker helft van het bassin.
Conclusie van de luchtinslag-test
Een pomp kan minder rustig gaan lopen en de prestaties kunnen door luchtbellen negatief worden beïnvloed als de pomp lucht aanzuigt. Daarom moet bij het plannen van een pompstation inslag van lucht of andere gassen in het medium beslist vermeden of tot een minimum worden beperkt. Als het daarbij niet mogelijk is een hoogteverschil tussen de onderkant van de leiding en het minimale waterniveau te vermijden, dan maakt de met behulp van een hydraulisch model uitgevoerde luchtinslag-test van KSB duidelijk dat luchtinslag aanzienlijk gereduceerd kan worden door middel van keerschotten en balkonconstructies.
Tests bij KSB: op klein formaat met grote resultaten!
In beginsel test KSB objecten of procedures altijd aan de hand van modellen als er het doen van metingen onder werkelijke omstandigheden om technische of economische redenen niet mogelijk is. Dankzij zulke experimentele onderzoeken kan KSB nieuwe mogelijkheden ontdekken om de efficiëntie van pompsystemen te verhogen.
De met behulp van een hydraulisch model uitgevoerde luchtinslag-test was maar een van de vele tests die KSB gedaan heeft. Breid uw vakkennis verder uit met de resultaten van andere door ons met behulp van hydraulische modellen uitgevoerde tests op het gebied van onderwerpen als gasinslag, bassinrandhoeken of transport van vaste stoffen.
Goed om te weten: bij het plannen, uitvoeren en analyseren van alle tests met modellen, maar ook bij het toepassen van de resultaten op de originele machine en/of bedrijfsomstandigheden, worden de wetten van gelijkvormigheid in acht genomen en toegepast. Naast het bewaren van de geometrische gelijkvormigheid betekent dit ook het rekening houden met lengteveranderingen als gevolg van elastische en thermische vervorming, het omrekenen van testresultaten op grond van de modelwetten, het rekening houden met vloeistofeigenschappen en nog veel meer.
Dit alles met het doel ervoor te zorgen dat een met behulp van een model uitgevoerde test uiteindelijk leidt tot een concrete optimalisering van het dagelijkse bedrijf van installaties.
Heeft u vragen? Dan verheugt het ons als u contact met ons opneemt.
Geschikte producten
Amarex KRT
Horizontale of verticale, eentraps dompelmotorpomp als blokpompaggregaat met verschillende waaiervormen van de volgende generatie, in natte opstelling of voor droge opstelling, vast of verplaatsbaar met energiezuinige motor en verkrijgbaar in explosieveilige uitvoering.
Etanorm/Etanorm MyFlow/Etanorm Pro
Enkeltraps centrifugaalpomp in procesuitvoering, met vermogens en belangrijkste afmetingen volgens EN 733, met IEC-compatibel aandrijfsysteem PumpDrive 2 met SuPremE of PumpDrive 3 van rendementklasse IE4/IE5 volgens IEC TS 60034-2-3:2016 en in de motor geïntegreerde frequentieregelaar. De pomp beschikt over vervangbare slijtringen, gesloten radiale waaier met ruimtelijk gebogen schoepen, enkelwerkende mechanische asafdichting volgens EN 12756, as ter plaatse van de asafdichting voorzien van een vervangbare asbeschermbus. De procesbouwwijze maakt het mogelijk de koppeling, de lagerstoel en de waaier te demonteren zonder dat het pomphuis van de leidingen losgekoppeld hoeft te worden. Bevestigingspunten conform IEC 60072, maten van de ommanteling conform DIN V 42673 (07-2011). ATEX-uitvoering mogelijk. De efficiëntievereisten van de ErP-richtlijnen ver vooruit.
Multitec
Meertraps, horizontale of verticale centrifugaalpomp van het type ledenpomp, in fundatieplaat- en blokuitvoering, met axiale of radiale zuigaansluiting, gegoten radiale waaiers en aan de motor gemonteerd toerenregelsysteem. ATEX-uitvoering verkrijgbaar.