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垂直电磁流量计和进气系统中的流体流动分析

来源:    发布日期:2019-08-20 09:18:58    作者:

    虽然卧式泵通常用于许多服务,但其他应用可以通过电磁流量计提供最佳服务 - 各种类型和配置适用于各种应用。

    电磁流量计通常用于有空间或重量限制的工厂和场所。电磁流量计的另一个优点是驱动器(通常是电动机)和泵之间的对准比许多卧式泵更容易维护。电磁流量计使用一组独特的轴和轴承支撑配置,允许垂直配置 - 驱动器位于顶部,泵组件位于底部。虽然卧式泵通常需要牢固的基础来安装,但是电磁流量计需要较小的基础,或者可能不需要这种基础。例如,可以在泵下方以最小的支撑将内联电磁流量计连接到管道上。电磁流量计也可用于某些高压或极端温度应用。

    电磁流量计的配置和类型包括直列式电磁流量计,潜水电磁流量计,罐式电磁流量计等。不同布置和配置的电磁流量计可以具有多个级或叶轮 - 有时多达40级或更多级。下面讨论垂直泵类型及其中的流体流量,以及进气系统,这对许多电磁流量计很重要。

    选择电磁流量计的注意事项
    垂直泵有许多型号和设计,包括直列式电磁流量计,高速整体齿轮电磁流量计,潜水电磁流量计,不同型号的湿坑悬挂电磁流量计和罐式电磁流量计等。罐式电磁流量计在液面上方具有驱动器; 潜水电磁流量计是封闭式包装泵,在液体深处运行。由于种类和应用的多样性,可提供多种电磁流量计选择。虽然这提供了高度的灵活性,但较便宜的泵并不总是最佳选择。重要的是确保精确指定,精心选择和购买电磁流量计,以反映应用的要求。应为每项服务选择最佳泵类型。另一个考虑因素是所选泵的质量。材料选择很重要,因为电磁流量计通常与泵送液体的接触比其他泵更紧密。还应考虑在泵的整个寿命期间部件直线度,同心度和平行度的保证和可靠性。还应考虑在泵的整个寿命期间部件直线度,同心度和平行度的保证和可靠性。特别地,轴系应该与泵组件和驱动器(电动机)同心,并且这两个组件也应该彼此完全对齐并且与它们各自的部件完全对齐。虽然这在大型泵的安装和维护过程中需要很多准确性,但它将获得高性能和可靠性。

    罐式电磁流量计
    罐式泵用于从储罐,储存器或液体源中提升液体。泵驱动器(通常是电动机)位于液体表面处或上方,并且轴从驱动器延伸到泵,泵可位于液体表面下方一定距离处。

    这种类型的泵包含一系列垂直叶轮。换句话说,使用一系列叶轮或级来从最低叶轮中取出泵液并将其加压到顶部。多个叶轮串联在一起,使叶轮的排放物被引导到下一个叶轮的吸力中,依此类推。相同的流速通过所有叶轮,每个叶轮增加一定量的叶轮。因此,所获得的总压力理论上是每个叶轮增加的压力之和。

    罐式电磁流量计,特别是那些具有多级的电磁流量计,长而窄,顶部装有单个电动机。电动机可以进行操作检查和维护。

    潜水电磁流量计
    潜水泵是密封外壳中的整体泵 - 马达单元。该泵插入储液器,油底壳,油槽或油箱中的液体内。电缆连接到电动机。这些泵用于从几乎任何深度提升液体。对于泵安装在液体深处的应用,潜水泵具有许多优点。这通常是这种深层液体服务的最佳选择,但也存在缺点。如果不拉动整个泵,则无法检查或维护电动机。此外,业务观察和状况监测的机会也少得多。

    这种类型的泵作为一种包装在概念上相当简单,但其零件和部件应能够在液体深处的恶劣,具有挑战性的操作条件下支撑泵组件,电动机和其他装置。关键点在于电动机和轴承在封闭配置中的可靠运行。潜水泵的可靠性和寿命在很大程度上取决于电动机和轴承的质量。泵轴承用泵送液体润滑,因为没有实际的方法从外部来源供应任何类型的润滑剂。电动机的轴承密封在电动机中,并且根据电动机,用泵送的液体或油脂润滑。液压轴向推力以及泵和电动机转子的重量通常由电动机推力轴承承载。

    在许多配置和布置中存在不同类型和型号的潜水泵。有些安装在结构或类似的安装上; 其他的安装在储液器或液体罐底部有一个小间隙。

    电磁流量计振动
    电磁流量计具有固有的弱结构,可用于动态,振动和共振。一个原因是它们长而细长的形状。另一个是它们相对较弱和薄的壳体结构,特别是对于容易产生动态激励和共振的大型电磁流量计。即使使用最佳分析和实验方法,有时也会在安装后出现意外的共振。意外的共振可能是由于许多原因和根本原因造成的,例如,刚性 - 基础测试操作与工地真实的柔性 - 基础操作之间的差异。另一个原因是液体高度的变化,这可以改变垂直泵的固有频率。

    电磁流量计的一般形状通常包括在每端具有大质量的长柱。通常,这种配置对于外部或内部振动是弱的,因此具有共振和高振动的趋势。为防止垂直泵的这些振动,应避免任何共振,并应计算和验证总泵组件的固有频率。重要的是通过分析预测垂直泵的固有频率和模态形状,并在实际和准确的测试中通过实验确认 - 最好是在所有最终附件的工地上。应使用准确的模拟,真实的实验验证和参数研究来充分研究共振病例。尤其,

    离心与混合流动
    许多电磁流量计使用垂直布置的离心式叶轮。立式离心泵中使用的叶轮类似于卧式离心泵中的叶轮。然而,一些电磁流量计,例如涡轮式电磁流量计,使用混合流动或轴流式叶轮。这会产生显着的操作差异,特别是在较大尺寸和高流量服务中。这些叶轮存在一些缺点。例如,在典型的混流式叶轮的性能曲线中,关闭头通常很高; 它可能是最佳效率点(BEP)的两倍以上。轴流式叶轮在关闭状态下会产生更高的差异。在这些泵的关闭时,功率消耗最大,并且在关闭时或附近所需的功率非常高。因此,如果排放被阀门堵塞或限制,则需要诸如自动旁路的设备。否则,驱动程序将过载。




    进口电磁流量计
    一些电磁流量计,例如直列式电磁流量计,具有吸入管道,但许多电磁流量计从一种进气系统中取出液体。电磁流量计的性能和可靠性取决于进气系统和进气/吸气处的液体流量。这与安装泵的位置密切相关,例如油底壳,油箱,柱或油箱。对于卧式泵,应有适当的吸入管道。与电磁流量计相比,这种抽吸管道的设计比诸如集水槽或吸入区域的进气系统的适当配置和布置更容易。垂直泵中的进气系统的适当配置是具有挑战性的,这经常导致性能和可靠性问题。如果在该进气系统内使用多个电磁流量计,则进气系统的布局和泵的相对定位对于电磁流量计的可靠性,性能和操作是重要的。对于许多电磁流量计,在设计和构造进气系统之前需要进行彻底的分析研究甚至模型试验。

    不良的进气系统不仅会导致操作问题,还会导致容量和效率损失,甚至导致振动和气蚀造成的损坏。随着高比转速和垂直泵的尺寸,扰动的接近流对操作行为的影响增加。因此,对于使用混合流动或轴向叶轮的大型电磁流量计而言,这更具挑战性。不良的进气系统不仅会导致操作问题,还会导致容量和效率损失,甚至导致振动和气蚀造成的损坏。进气系统的目标是最小的液压湍流并且不会受到进入的液体流动管线的负面影响。叶轮入口处的速度分布应尽可能均匀和平静。这是通过适当管理到泵的接近流量来实现的; 应考虑和管理进水口的整个流路。

    关键因素是接近液体的速度。粗略地说,该速度应为约0.25至0.4m / s。每个泵到另一个泵的位置以及油底壳,油箱或油箱的侧壁和后壁的位置也很重要。这些距离与泵的入口速度有关,这可以是抽吸钟直径的函数。此外,泵底部与地板(底部)的间隙是至关重要的。粗略地说,这个间隙应该是泵的吸入钟直径的一半以上。请注意,相同尺寸和类型的泵的钟形直径可能因制造商而异。

    泵和伴随挡板的布置用于不同的情况。现在许多装置在每个泵之间使用分隔壁以有助于液体平稳地流到每个泵的吸入钟,因为这通常是最佳操作所必需的。特别重要的是避免来自可能产生空气/气体夹带或涡旋的进入液体的任何级联效应,这将对泵性能和可靠性产生不利影响。 应该防止在垂直泵上游的接近流动中形成涡流。这适用于所有类型的涡流,例如,从液体表面,底部或壁涡流中产生的引气或空心涡流以及由于流动分离或在接近流中偏斜的速度分布而产生的涡流。应通过紧靠入口上游的泵入口区域的适当配置和足够的浸入深度(或最小浸没)来避免引气涡流。应防止由于接近液体中的流动分离引起的涡流。

    不对称的接近流动可以引起预旋和涡旋。应该防止这种预防来源。每个叶轮在叶轮吸入处经受流动再循环。从叶轮再循环的液体引起强烈的预旋转,这可能导致空化或非空泡涡流的形成。为了避免对性能,气蚀和振动产生不利影响,这种类型的预旋应在很大程度上受到叶轮上游的旋流元件如肋或地板分离器的抑制。

    通常,电磁流量计的进气口的设计和配置是结构约束,液压要求和泵特定要求之间的折衷。只有购买者和泵制造商的设计团队之间的密切合作才能实现可靠,最佳的安装。通过不同的设置可以满足对叶轮的不受干扰的接近流动的要求,例如具有适当的泵舱,合适的吸入钟或良好的入口弯曲。对于容量较大的泵,例如涉及较高建造成本的大型电磁流量计,应在经过全面的技术和商业研究和评估后达到进气系统的设计和最终设置。

    结论
    电磁流量计是特殊类型的泵,适用于许多特定应用。选择电磁流量计时,请考虑最佳泵性能和可靠性的环境和要求。

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