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垂直電磁流量計和進氣系統中的流體流動分析

來源:    發布日期:2019-08-20 09:18:58    作者:

    雖然臥式泵通常用于許多服務,但其他應用可以通過電磁流量計提供最佳服務 - 各種類型和配置適用于各種應用。

    電磁流量計通常用于有空間或重量限制的工廠和場所。電磁流量計的另一個優點是驅動器(通常是電動機)和泵之間的對準比許多臥式泵更容易維護。電磁流量計使用一組獨特的軸和軸承支撐配置,允許垂直配置 - 驅動器位于頂部,泵組件位于底部。雖然臥式泵通常需要牢固的基礎來安裝,但是電磁流量計需要較小的基礎,或者可能不需要這種基礎。例如,可以在泵下方以最小的支撐將內聯電磁流量計連接到管道上。電磁流量計也可用于某些高壓或極端溫度應用。

    電磁流量計的配置和類型包括直列式電磁流量計,潛水電磁流量計,罐式電磁流量計等。不同布置和配置的電磁流量計可以具有多個級或葉輪 - 有時多達40級或更多級。下面討論垂直泵類型及其中的流體流量,以及進氣系統,這對許多電磁流量計很重要。

    選擇電磁流量計的注意事項
    垂直泵有許多型號和設計,包括直列式電磁流量計,高速整體齒輪電磁流量計,潛水電磁流量計,不同型號的濕坑懸掛電磁流量計和罐式電磁流量計等。罐式電磁流量計在液面上方具有驅動器; 潛水電磁流量計是封閉式包裝泵,在液體深處運行。由于種類和應用的多樣性,可提供多種電磁流量計選擇。雖然這提供了高度的靈活性,但較便宜的泵并不總是最佳選擇。重要的是確保精確指定,精心選擇和購買電磁流量計,以反映應用的要求。應為每項服務選擇最佳泵類型。另一個考慮因素是所選泵的質量。材料選擇很重要,因為電磁流量計通常與泵送液體的接觸比其他泵更緊密。還應考慮在泵的整個壽命期間部件直線度,同心度和平行度的保證和可靠性。還應考慮在泵的整個壽命期間部件直線度,同心度和平行度的保證和可靠性。特別地,軸系應該與泵組件和驅動器(電動機)同心,并且這兩個組件也應該彼此完全對齊并且與它們各自的部件完全對齊。雖然這在大型泵的安裝和維護過程中需要很多準確性,但它將獲得高性能和可靠性。

    罐式電磁流量計
    罐式泵用于從儲罐,儲存器或液體源中提升液體。泵驅動器(通常是電動機)位于液體表面處或上方,并且軸從驅動器延伸到泵,泵可位于液體表面下方一定距離處。

    這種類型的泵包含一系列垂直葉輪。換句話說,使用一系列葉輪或級來從最低葉輪中取出泵液并將其加壓到頂部。多個葉輪串聯在一起,使葉輪的排放物被引導到下一個葉輪的吸力中,依此類推。相同的流速通過所有葉輪,每個葉輪增加一定量的葉輪。因此,所獲得的總壓力理論上是每個葉輪增加的壓力之和。

    罐式電磁流量計,特別是那些具有多級的電磁流量計,長而窄,頂部裝有單個電動機。電動機可以進行操作檢查和維護。

    潛水電磁流量計
    潛水泵是密封外殼中的整體泵 - 馬達單元。該泵插入儲液器,油底殼,油槽或油箱中的液體內。電纜連接到電動機。這些泵用于從幾乎任何深度提升液體。對于泵安裝在液體深處的應用,潛水泵具有許多優點。這通常是這種深層液體服務的最佳選擇,但也存在缺點。如果不拉動整個泵,則無法檢查或維護電動機。此外,業務觀察和狀況監測的機會也少得多。

    這種類型的泵作為一種包裝在概念上相當簡單,但其零件和部件應能夠在液體深處的惡劣,具有挑戰性的操作條件下支撐泵組件,電動機和其他裝置。關鍵點在于電動機和軸承在封閉配置中的可靠運行。潛水泵的可靠性和壽命在很大程度上取決于電動機和軸承的質量。泵軸承用泵送液體潤滑,因為沒有實際的方法從外部來源供應任何類型的潤滑劑。電動機的軸承密封在電動機中,并且根據電動機,用泵送的液體或油脂潤滑。液壓軸向推力以及泵和電動機轉子的重量通常由電動機推力軸承承載。

    在許多配置和布置中存在不同類型和型號的潛水泵。有些安裝在結構或類似的安裝上; 其他的安裝在儲液器或液體罐底部有一個小間隙。

    電磁流量計振動
    電磁流量計具有固有的弱結構,可用于動態,振動和共振。一個原因是它們長而細長的形狀。另一個是它們相對較弱和薄的殼體結構,特別是對于容易產生動態激勵和共振的大型電磁流量計。即使使用最佳分析和實驗方法,有時也會在安裝后出現意外的共振。意外的共振可能是由于許多原因和根本原因造成的,例如,剛性 - 基礎測試操作與工地真實的柔性 - 基礎操作之間的差異。另一個原因是液體高度的變化,這可以改變垂直泵的固有頻率。

    電磁流量計的一般形狀通常包括在每端具有大質量的長柱。通常,這種配置對于外部或內部振動是弱的,因此具有共振和高振動的趨勢。為防止垂直泵的這些振動,應避免任何共振,并應計算和驗證總泵組件的固有頻率。重要的是通過分析預測垂直泵的固有頻率和模態形狀,并在實際和準確的測試中通過實驗確認 - 最好是在所有最終附件的工地上。應使用準確的模擬,真實的實驗驗證和參數研究來充分研究共振病例。尤其,

    離心與混合流動
    許多電磁流量計使用垂直布置的離心式葉輪。立式離心泵中使用的葉輪類似于臥式離心泵中的葉輪。然而,一些電磁流量計,例如渦輪式電磁流量計,使用混合流動或軸流式葉輪。這會產生顯著的操作差異,特別是在較大尺寸和高流量服務中。這些葉輪存在一些缺點。例如,在典型的混流式葉輪的性能曲線中,關閉頭通常很高; 它可能是最佳效率點(BEP)的兩倍以上。軸流式葉輪在關閉狀態下會產生更高的差異。在這些泵的關閉時,功率消耗最大,并且在關閉時或附近所需的功率非常高。因此,如果排放被閥門堵塞或限制,則需要諸如自動旁路的設備。否則,驅動程序將過載。




    進口電磁流量計
    一些電磁流量計,例如直列式電磁流量計,具有吸入管道,但許多電磁流量計從一種進氣系統中取出液體。電磁流量計的性能和可靠性取決于進氣系統和進氣/吸氣處的液體流量。這與安裝泵的位置密切相關,例如油底殼,油箱,柱或油箱。對于臥式泵,應有適當的吸入管道。與電磁流量計相比,這種抽吸管道的設計比諸如集水槽或吸入區域的進氣系統的適當配置和布置更容易。垂直泵中的進氣系統的適當配置是具有挑戰性的,這經常導致性能和可靠性問題。如果在該進氣系統內使用多個電磁流量計,則進氣系統的布局和泵的相對定位對于電磁流量計的可靠性,性能和操作是重要的。對于許多電磁流量計,在設計和構造進氣系統之前需要進行徹底的分析研究甚至模型試驗。

    不良的進氣系統不僅會導致操作問題,還會導致容量和效率損失,甚至導致振動和氣蝕造成的損壞。隨著高比轉速和垂直泵的尺寸,擾動的接近流對操作行為的影響增加。因此,對于使用混合流動或軸向葉輪的大型電磁流量計而言,這更具挑戰性。不良的進氣系統不僅會導致操作問題,還會導致容量和效率損失,甚至導致振動和氣蝕造成的損壞。進氣系統的目標是最小的液壓湍流并且不會受到進入的液體流動管線的負面影響。葉輪入口處的速度分布應盡可能均勻和平靜。這是通過適當管理到泵的接近流量來實現的; 應考慮和管理進水口的整個流路。

    關鍵因素是接近液體的速度。粗略地說,該速度應為約0.25至0.4m / s。每個泵到另一個泵的位置以及油底殼,油箱或油箱的側壁和后壁的位置也很重要。這些距離與泵的入口速度有關,這可以是抽吸鐘直徑的函數。此外,泵底部與地板(底部)的間隙是至關重要的。粗略地說,這個間隙應該是泵的吸入鐘直徑的一半以上。請注意,相同尺寸和類型的泵的鐘形直徑可能因制造商而異。

    泵和伴隨擋板的布置用于不同的情況。現在許多裝置在每個泵之間使用分隔壁以有助于液體平穩地流到每個泵的吸入鐘,因為這通常是最佳操作所必需的。特別重要的是避免來自可能產生空氣/氣體夾帶或渦旋的進入液體的任何級聯效應,這將對泵性能和可靠性產生不利影響。 應該防止在垂直泵上游的接近流動中形成渦流。這適用于所有類型的渦流,例如,從液體表面,底部或壁渦流中產生的引氣或空心渦流以及由于流動分離或在接近流中偏斜的速度分布而產生的渦流。應通過緊靠入口上游的泵入口區域的適當配置和足夠的浸入深度(或最小浸沒)來避免引氣渦流。應防止由于接近液體中的流動分離引起的渦流。

    不對稱的接近流動可以引起預旋和渦旋。應該防止這種預防來源。每個葉輪在葉輪吸入處經受流動再循環。從葉輪再循環的液體引起強烈的預旋轉,這可能導致空化或非空泡渦流的形成。為了避免對性能,氣蝕和振動產生不利影響,這種類型的預旋應在很大程度上受到葉輪上游的旋流元件如肋或地板分離器的抑制。

    通常,電磁流量計的進氣口的設計和配置是結構約束,液壓要求和泵特定要求之間的折衷。只有購買者和泵制造商的設計團隊之間的密切合作才能實現可靠,最佳的安裝。通過不同的設置可以滿足對葉輪的不受干擾的接近流動的要求,例如具有適當的泵艙,合適的吸入鐘或良好的入口彎曲。對于容量較大的泵,例如涉及較高建造成本的大型電磁流量計,應在經過全面的技術和商業研究和評估后達到進氣系統的設計和最終設置。

    結論
    電磁流量計是特殊類型的泵,適用于許多特定應用。選擇電磁流量計時,請考慮最佳泵性能和可靠性的環境和要求。

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