Înțelegerea recirculării în pompe
Definiție: Ce este recircularea?
Recirculare este o instabilitate a curgerii care apare în pompele centrifuge și ventilatoare atunci când funcționează la debite semnificativ sub punctul de proiectare (punctul de cea mai bună eficiență sau BEP). La debite mici, fluidul își inversează parțial direcția, curgând înapoi din regiunea de refulare înapoi spre aspirație, creând modele de recirculare instabile la intrarea sau refularea rotorului. Acest fenomen generează frecvență joasă. vibrații pulsații (de obicei 0,2-0,8× viteza de funcționare), zgomot, pierderi de eficiență și pot provoca daune mecanice severe prin încărcare ciclică, cavitație, și încălzire.
Recircularea este una dintre cele mai distructive condiții de funcționare pentru pompe, deoarece forțele hidraulice instabile pot fi enorme, declanșând defecțiuni ale rulmenților, deteriorarea etanșărilor, oboseala arborelui și chiar defectarea structurală a rotorului în cazuri grave. Înțelegerea și prevenirea recirculării sunt esențiale pentru fiabilitatea pompei.
Tipuri de recirculare
1. Recircularea prin aspirație
Apare la admisia rotorului (partea de aspirație):
- Mecanism: La debit redus, fluidul care intră în ochiul rotorului are un unghi de curgere greșit
- Separare: Fluxul se separă de suprafețele de aspirație ale paletelor
- Flux invers: Fluidul separat curge înapoi din ochiul rotorului
- Debut: De obicei, la un debit BEP de 60-70%
- Locaţie: Concentrat în apropierea carcaselor rotorului
2. Recircularea debitului
Apare la refularea rotorului (ieșire):
- Mecanism: Fluidul de refulare de înaltă presiune curge înapoi în periferia rotorului
- Cale: Prin goluri de aer (inele de uzură, goluri laterale)
- Amestecare: Fluxul recirculat se amestecă cu fluxul principal, creând turbulențe
- Debut: De obicei, la un debit BEP de 40-60%
- Mai severă: În general, mai dăunătoare decât recircularea prin aspirație
3. Recirculare combinată
- Atât recircularea pe aspirație, cât și pe refulare sunt prezente simultan
- Apare la debite foarte mici (< 40% BEP)
- Cele mai severe vibrații și potențial de deteriorare
- Ar trebui evitată prin protecția minimă la debit
Semnătura vibrațiilor
Model caracteristic
- Frecvenţă: Subsincron, de obicei 0,2-0,8× viteza de funcționare
- Exemplu: Pompă de 1750 RPM care prezintă pulsații de 10-20 Hz
- Amplitudine: Poate fi de 2-5× vibrațiile normale de funcționare
- Instabil: Frecvența și amplitudinea variază, nu sunt constante
- Componentă aleatorie: Creșterea benzii largi din cauza turbulențelor
Dependența de flux
- Debit ridicat: Fără recirculare, vibrații reduse
- Debit moderat (80-100% BEP): Recirculare minimă, vibrații acceptabile
- Debit redus (50-70% BEP): Recircularea prin aspirație începe, vibrațiile cresc
- Debit foarte scăzut (< 50% BEP): Recirculare severă, vibrații foarte mari
- Oprire: Recirculare maximă, vibrații și rată de deteriorare maxime
Indicatori suplimentari
- Ridicat vibrații axiale componentă
- Creșterea zgomotului (vuiet sau bubuit)
- Pierdere de performanță (înălțime și debit sub curbă)
- Creșterea temperaturii din cauza pierderilor hidraulice
Consecințe și daune
Efecte imediate
- Vibrații puternice: Poate depăși limitele de alarmă în câteva minute
- Zgomot: Zgomot turbulent puternic
- Pierdere de eficiență: Consum ridicat de energie pentru debitul livrat
- Încălzire: Pierderile hidraulice transformate în căldură
Daune mecanice
- Defectarea rulmentului: Sarcinile ciclice mari accelerează uzura rulmenților
- Deteriorarea etanșării: Vibrațiile și pulsațiile de presiune deteriorează etanșările
- Oboseala arborelui: Tensiune de încovoiere alternativă din forțele hidraulice
- Deteriorarea rotorului: Fisurarea prin oboseală a paletelor din cauza încărcării ciclice
Daune hidraulice
- Cavitație: Zone de recirculare predispuse la cavitație
- Eroziune: Fluxul de recirculare de mare viteză erodează suprafețele
- Cavitație vortex: Vortexurile din zonele de recirculare cavită
Detectare și diagnosticare
Analiza vibrațiilor
- Căutați componente subsincrone (0,2-0,8×)
- Testare la debite multiple
- Identificați debitul la care încep pulsațiile (debutul recirculării)
- Comparați cu predicțiile curbei de performanță a pompei
Testarea performanței
- Măsurarea curbei debitului real al capului
- Comparați cu curba de proiectare
- Abaterea la debit scăzut indică recirculare
- Consum de energie mai mare decât predicția curbei
Monitorizare acustică
- Sunet distinct, turbulent, urlător
- Creșterea zgomotului în bandă largă
- Se aude și se simte la carcasa pompei
Prevenire și atenuare
Strategii operaționale
Protecție minimă la debit
- Instalați o linie automată de recirculare cu debit minim
- Vana se deschide sub debitul minim sigur (de obicei 60-70% BEP)
- Recirculează apa de refulare înapoi la aspirație sau rezervor
- Împiedică funcționarea în zona de recirculare
Controlul punctului de operare
- Evitați funcționarea sub debitul minim continuu
- Folosește un acționare cu viteză variabilă pentru a adapta pompa la cerere
- Mai multe pompe mai mici în loc de o singură pompă mare (reducere mai bună a presiunii)
- Funcționarea în etape a pompelor paralele
Soluții de design
- Inductor: Treaptă axială de admisie pentru stabilizarea fluxului de aspirație
- Rotoare cu debit redus: Modele speciale pentru funcționare cu debit redus
- Dimensionarea corectă: Nu supradimensionați pompa (evitați funcționarea cronică la debit redus)
- Gamă de operare mai largă: Selectați pompe cu curbe plate care tolerează variațiile debitului
Proiectare sistem
- Proiectarea sistemului pentru funcționarea pompei în apropierea BEP
- Asigurați o marjă NPSH adecvată pentru a reduce cavitația în zonele de recirculare
- Amplasarea supapei de control pentru a minimiza strangularea aspirației
- Sisteme de bypass sau recirculare pentru asigurarea unui debit minim
Standarde și linii directoare din industrie
Debit continuu minim
- API 610: Specifică debitul minim continuu stabil pentru pompele centrifuge
- Valori tipice: 60-70% de debit BEP pentru pompe radiale, 70-80% pentru debit mixt
- Considerații termice: De asemenea, limitat de creșterea temperaturii la debit scăzut
Testarea performanței
- Testele din fabrică verifică punctul de începere a recirculării
- Teste de performanță pe teren pentru confirmare
- Criterii de acceptare pentru vibrații la debit minim
Recircularea reprezintă una dintre cele mai severe condiții de funcționare pentru pompele centrifuge. Semnătura sa caracteristică de vibrații subsincrone, amplitudinile puternice ale pulsațiilor și potențialul de deteriorare mecanică rapidă fac ca înțelegerea condițiilor de declanșare a recirculării, implementarea unei protecții la debit minim și evitarea funcționării cronice la debit scăzut să fie esențiale pentru fiabilitatea și longevitatea pompei în serviciul industrial.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 