Ik schrijf al meer dan drie jaar "Common Pumping Mistakes" voor Pumps & Systems.Het moeilijkste deel van de baan is meestal de onderwerpselectie, dus het zal fris, leerzaam en interessant zijn.Deze maand schrijf ik over een verzameling kortere onderwerpen en bak ik ze in één artikel.In plaats van een maaltijd hebben we hors d'oeuvres.Hopelijk zal het je eetlust stillen.Als je mijn column hebt gelezen, zullen veel van deze weetjes een recensie zijn.Deze opmerkingen zijn gebaseerd op eentraps radiale centrifugaalpompen die helder water op omgevingstemperatuur verplaatsen, tenzij anders vermeld.Pompen zijn echt ontworpen om op slechts één punt te werken.Die hydraulische toestand van één punt van opvoerhoogte en stroming is het beste efficiëntiepunt (BEP), ook wel het beste werkpunt genoemd.Ergens anders op de gepubliceerde reeks curven is gewoon een commercieel compromis.Het zou voor de meeste eindgebruikers te duur zijn om een ​​pomp te laten ontwerpen en bouwen voor hun unieke set hydraulische omstandigheden.Let op de gepubliceerde pompcurves.De prestatiecurves van de fabrikant zijn gebaseerd op helder water van ongeveer 65 F, tenzij anders vermeld.Ze worden niet gecorrigeerd voor vloeistofviscositeit.Het vermelde vermogen kan al dan niet worden gecorrigeerd voor soortelijk gewicht of viscositeit.Wanneer de door de fabrikant gepubliceerde pompcurve stopt op een bepaald punt van stroming en opvoerhoogte, is daar een goede reden voor.Bedien de pomp niet aan het einde van de curve;als er meer prestatie uit de curve kon worden gegenereerd voorbij dat punt, zou de fabrikant de curve hebben verlengd.Werken aan of nabij het einde van de curve zal gepaard gaan met prestatieproblemen.Pompen zijn dom.Een centrifugaalpomp is gewoon een machine, die voor een bepaalde set vloeistofeigenschappen, waaiergeometrie en werksnelheid zal reageren op het systeem waarin hij is geïnstalleerd.De pomp zal werken (debiet en opvoerhoogte) waar de prestatiecurve de systeemcurve kruist.De systeemcurve bepaalt waar de pomp zal werken.Begrijp de systeemcurve.De systeemcurve vertegenwoordigt alle wrijving, statische elektriciteit en druk die in het systeem is ingebakken.Velocity head is ook aanwezig, maar meestal een te klein onderdeel om je zorgen over te maken.Pompen zuigen geen vloeistoffen aan.Dit is een veelvoorkomend misverstand, maar besef dat een andere energiebron dan de pomp de energie moet leveren die de vloeistof nodig heeft om de pomp te bereiken.Normaal gesproken zijn dit zwaartekracht en/of atmosferische druk.Ten slotte hebben vloeistoffen geen treksterkte.Daardoor kan de pomp er niet uit reiken en vloeistof in de aanzuiging trekken.De maximale realistische zuighoogte is ongeveer 26 voet.Zie het vorige gedeelte waar pompen niet zuigen.Als u zich op zeeniveau bevindt, zal de atmosferische druk 14,7 pond per vierkante inch absoluut (psia) zijn, wat zich vertaalt (vermenigvuldigen met 2,31) in ongeveer 33,9 voet absolute hoogte.Dus, in een perfecte wereld, als er geen vloeistofwrijving of dampdruk was die tegen het systeem werkte, zou je misschien in staat zijn om koud water 10 meter op te tillen.In werkelijkheid zullen vloeistofwrijving en de negatieve gevolgen van dampdruk tegen u werken en vloeistofliften van veel meer dan 26 voet uitsluiten.Bereken altijd de beschikbare netto positieve zuighoogte (NPSHa) en vergelijk deze met de vereiste netto positieve zuighoogte (NPSHr) van de pomp.Hoe hoger de marge, hoe beter.Een achterwaarts draaiende pomp keert de stroomrichting niet om.De stroom gaat nog steeds in de aanzuiging en verlaat het afvoermondstuk.Afhankelijk van de specifieke snelheid (Ns) van de pomp (denk aan waaiergeometrie), zullen het debiet en de opvoerhoogte aanzienlijk worden verminderd omdat de pomp veel minder efficiënt is.Voor pompen met een lager specifiek toerental zal het debiet ongeveer 50 procent van de nominale waarde zijn en de opvoerhoogte 60 procent van de nominale waarde.Een achterwaarts draaiende pomp van het American National Standards Institute (ANSI) zorgt ervoor dat de waaier van de as losschroeft en vast komt te zitten in de behuizing.U kunt geen lucht ontluchten uit het waaieroog van een werkende pomp.Een pomp is in veel opzichten als een centrifuge, en dus wordt het zwaardere water naar de buitendiameter verdreven en blijft de lichtere lucht in het midden of in het midden.De pomp moet in rust zijn om goed te kunnen ontluchten.Pompen met hartlijnafvoeren zijn in wezen zelfontluchtend.Industriële pompen komen uit de fabriek niet klaar voor "plug and play".Er zijn uitzonderingen op deze opmerking, maar ga er nooit vanuit.Voor de pomp moet olie aan de lagerhuizen worden toegevoegd.De waaierspeling moet worden bepaald en ingesteld voor de te verpompen vloeistof (temperatuur).De driver moet worden uitgelijnd met de pomp.Ja, de uitlijning kan in de fabriek zijn uitgevoerd, maar de tweede keer dat de unit werd verplaatst voor transport, ging de uitlijning verloren.U moet de uitlijning opnieuw controleren nadat de leidingen zijn geïnstalleerd en opnieuw wanneer de basis is ingegoten. De draairichting moet worden bepaald en afgestemd op de faserotatie op de motoraandrijving.De mechanische afdichting moet worden ingesteld nadat deze andere stappen zijn voltooid.De meeste fabrikanten installeren de koppeling niet in de fabriek, omdat deze om al deze bovengenoemde redenen gewoon moet worden verwijderd.Vrijwel alle pompproblemen treden op aan de zuigzijde.Er is een algemeen en wijdverbreid misverstand over de werking van pompen.Zie hierboven als referentie.Beschouw elk pompsysteem als drie afzonderlijke systemen bij het oplossen van problemen in het veld.Het aanzuigsysteem, de pomp zelf en het systeem stroomafwaarts van de pomp.In mijn jaren van werken aan pompen en het oplossen van problemen, doet 85 procent van de pompproblemen zich voor aan de zuigzijde.Bij twijfel is het een prima plek om op zoek te gaan naar de oplossing.Bereken altijd, altijd, altijd de NPSHa.Dit is waarschijnlijk de meest voorkomende en de duurste fout die ik in het veld heb gezien.Mensen zullen ten onrechte denken dat er geen reden is om deze berekeningen te doen omdat ze veel zuigdruk hebben of een overstroomde zuigkracht.Een paar meter wrijving of extra verliezen als gevolg van dampdruk kunnen die NPSH-marge die u dacht te hebben teniet doen.Onvoldoende NPSHa zal leiden tot cavitatie in de pompwaaier.NPSHr heeft niets met het systeem te maken en wordt bepaald door de pompfabrikant.NPSHa heeft niets te maken met de pomp en moet worden bepaald of berekend door de systeemeigenaar of eindgebruiker.Ik hoorde onlangs een zin dat de "pomp chagrijnig en chagrijnig wordt" wanneer er onvoldoende NPSH-marge is.Begrijp cavitatie.Cavitatie is de vorming van dampbellen in de vloeistofstroom als gevolg van een daling onder de dampdruk van de vloeistof.De vorming van de bellen vindt typisch plaats vlak voor het rotoroog, aangezien dit typisch de laagste druk in het systeem is.De bellen storten vervolgens stroomafwaarts in wanneer ze een gebied met hogere druk binnenkomen.De instorting van de bellen veroorzaakt de schade aan de pompwaaier.Cavitatie veroorzaakt schade.Als de bellen in het midden van de vloeistofstroom instorten, is er bijna geen schade.Maar wanneer de bellen in de buurt van of aan het metalen oppervlak instorten, storten ze asymmetrisch in en veroorzaken een kleine microjet.Deze ineenstorting vindt plaats op nanoschaal (1,0 x 10-9 of miljardste).De betrokken lokale drukkrachten kunnen hoger zijn dan 10.000 pond per vierkante inch (psig) (689 bar) of meer, plus er wordt warmte gegenereerd.Dit fenomeen kan optreden bij frequenties tot 300 keer per seconde en bij snelheden die dicht bij de geluidssnelheid liggen.Merk op dat de geluidssnelheid in lucht ongeveer 768 mijl per uur (mph) (1236 kilometer per uur [k/h]) is en enigszins varieert met de luchtvochtigheid.De geluidssnelheid in water is 4,4 keer sneller bij ongeveer 3.350 mph (5.391 k/h of 1.490 meter per seconde [m/s]).Omdat ik mijn carrière in de onderzeeërwereld ben begonnen, moet ik je erop wijzen dat de snelheid van het geluid in zout water nog sneller is.Cavitatieschade kan op verschillende plaatsen op de waaier voorkomen.“Klassieke” cavitatieschade treedt op ongeveer een derde van de afstand stroomafwaarts van het oog aan de onderzijde (lagedrukzijde of concave zijde) van de waaierschoep."Klassiek" omdat het te wijten is aan onvoldoende NPSHr.Cavitatieschade kan zich manifesteren op andere locaties op de waaier, maar deze gevallen zijn meestal te wijten aan problemen met de recirculatie die worden veroorzaakt door de pomp buiten het ontwerp of BEP te gebruiken.Cavitatie is hoorbaar in de lagere bereiken.Als u het cavitatiegeluid hoort (klinkt als grind oppompen), is dit waarschijnlijk cavitatie.Het feit dat u het geluid niet hoort, betekent niets, aangezien het grootste deel van het geluidsbereik buiten het bereik van het menselijk gehoor ligt.Misschien moeten we honden trainen om cavitatie op te sporen?Koud water is meestal de slechtste vloeistof voor de gevolgschade door cavitatie.Koolwaterstoffen hebben een minimaal effect vanuit een schadeaspect.Er bestaan ​​correctiefactoren voor koolwaterstoffen en deze zijn gebaseerd op empirische gegevens.De regels voor correctiefactoren worden behandeld in het Cameron Hydraulic Data-boek.NPSHr is NPSH3.Wanneer een fabrikant stelt dat de pomp op een bepaald punt een bepaalde hoeveelheid NPSHr nodig heeft, besef dan dat de pomp op dat punt al caviteert met een opvoerhoogte van 3 procent, want zo wordt NPSHr gemeten.Reden te meer om te verzekeren dat u voldoende marge heeft.Kritische onderdompeling is noodzakelijk om vortexen te voorkomen.De verticale afstand van het vloeistofoppervlak tot de pompinlaat is het onderdompelingsniveau.De afstand die nodig is om luchtopname door vortexen te voorkomen, is het kritische onderdompelingsniveau.Om te voorkomen dat er lucht wordt ingeslikt, mag de pomp niet worden gebruikt wanneer het vloeistofpeil onder de kritische onderdompeling is.Het vortex-fenomeen is een directe functie van de vloeistofsnelheid.U kunt vortexen voorkomen door het gebruik van schotten en/of grotere leidingdiameters zoals klokgeflensde inlaten.Er zijn talrijke referentiekaarten over onderdompeling die u kunt gebruiken bij het bekijken van het ontwerp aan de zuigzijde.De beste zou van het Hydraulic Institute zijn.Een conservatieve vuistregel is om één voet onderdompeling per voet vloeistofsnelheid te hebben.Pompen kunnen vloeistoffen gemengd met lucht niet efficiënt verplaatsen als het percentage groter is dan 4 of 5 procent.De meeste pompen beginnen hun prestatie te verliezen bij ongeveer 2 tot 3 procent luchtinsluiting.Bijna alle pompontwerpen werken niet meer bij ongeveer 14 procent meesleuren.Uitzonderingen kunnen zijn schijfpompen, zelfaanzuigende pompen en sommige pompen van het type vortex of verzonken waaier.Mijn pomplager voelt warm aan.Dit is een veel voorkomende opmerking, maar het is subjectief, niet objectief.Het is moeilijk voor de typische persoon om zijn hand vast te houden op een lagerhuis dat hoger is dan 120 F.Het is volkomen normaal dat een lager werkt bij 160 tot 180 F. Gebruik een thermometer of infraroodapparaat om de temperatuur te meten en de feiten vast te leggen.Viscositeit is het kryptoniet van centrifugaalpompen.De meeste centrifugaalpompen worden te inefficiënt of overschrijden hun pk-limieten in een viscositeitsbereik tussen 400 en 700 centipoise, afhankelijk van de pompgrootte.Raadpleeg bij het verpompen van viskeuze vloeistoffen altijd de fabrikant voor gecorrigeerde krommen en vermogenslimieten voor het frame, de lagers en de as.Vereisten voor pk's die evolueren langs de verandering van de pompcurve voor verschillende waaiergeometrieën.Pompen met een laag en gemiddeld toerental hebben meer pk nodig naarmate u verder op de curve rijdt, wat een redelijk intuïtieve redenering is.Voor pompen met een hoge specifieke snelheid (axiale stroming) zal het hoogste vereiste vermogen bij de lagere stromingen zijn.Dit is ook de reden waarom het gebruikelijk is om dit soort pompen op te starten met de afvoerklep open om de bestuurder niet te overbelasten.Er is een eenvoudige manier om een ​​specifieke snelheid te bedenken.Specifieke snelheid (Ns) is een hulpmiddel dat door ontwerpers wordt gebruikt om naar de prestaties en geometrie van een hypothetische waaier te kijken.Wil je niet helemaal verstrikt raken in de wiskunde?Een waaier met een lage specifieke snelheid laat de stroom evenwijdig aan de hartlijn van de as binnenkomen en verlaat de waaier op 90 graden ten opzichte van de hartlijn.Een waaier met een gemiddelde specifieke snelheid zal parallel aan de as binnenkomen en de waaier verlaten onder een hoek van 45 graden ten opzichte van de middellijn.Een waaier met een hoge specifieke snelheid werkt met de stroom die parallel aan de hartlijn van de as binnenkomt en parallel aan de hartlijn vertrekt.Jim Elsey is een werktuigbouwkundig ingenieur die zich al 47 jaar bezighoudt met het ontwerpen van roterende apparatuur en toepassingen voor het leger en verschillende grote fabrikanten van originele apparatuur in de meeste industriële markten over de hele wereld.Elsey is een actief lid van de American Society of Mechanical Engineers, de National Association of Corrosion Engineers en de American Society for Metals.Hij is de algemeen directeur van Summit Pump Inc. en de directeur van MaDDog Pump Consultants LLC.Elsey is te bereiken via jim@summitpump.com.