Магнитные муфты, запас по НПХС и скорость разгона в обратном направлении
В. Как повышение температуры влияет на магнитные муфты во вращающемся бессальниковый насос?
А. Вихревые токи в защитной оболочке являются одним из источников тепла в герметичных насосах. Тепло также выделяется трением жидкости, когда внутренний магнит движется через жидкость внутри защитной оболочки.
Магнитные муфты испытывают некоторую потерю крутящего момента при повышении температуры. Кроме того, каждый материал постоянного магнита имеет уникальную точку Кюри, которая представляет собой температуру, при которой материал полностью теряет магнетизм. Ниже точки Кюри два диапазона называются обратимой температурой и необратимой температурой.
Естественно, обратимые потери возникают в нормальном диапазоне номинальных температур муфты. Муфта вернется в полную силу, когда остынет до температуры окружающей среды. Между номинальной температурой муфты и точкой Кюри находится диапазон, в котором магниты постоянно теряют процент своей силы в зависимости от времени и температуры. Конечные пользователи должны проконсультироваться с производителем для получения конкретной информации о крутящем моменте муфты в зависимости от температуры, прежде чем выбирать размер магнитной муфты для данного применения. Общепризнанные полезные пределы температуры зависят от типа и качества магнита.
Для получения дополнительной информации о температурных эффектах магнитной муфты см. ANSI/ЗДРАВСТВУЙ 4.1-4.6 Бессальниковые роторные насосы с магнитным приводом для номенклатуры, определений, применения, эксплуатации и испытаний.
В. Какая информация доступна для определения соответствующего запаса чистого положительного напора на всасывании (НПХС) для моего роторно-динамического насоса?
А. При определении соответствующего запаса НПХС учитываются факторы, влияющие на производительность и срок службы насоса. Несоответствующий запас НПХС может повлиять на напор насоса, шум и вибрацию. Срок службы насоса может сократиться из-за эрозии материала и повреждения подшипников или уплотнений.
Рекомендуемые коэффициенты запаса могут варьироваться в зависимости от типа насоса и применения, при этом более высокие значения применяются к насосам с более высокими рабочими скоростями и/или непрерывной работой за пределами предпочтительного рабочего диапазона насоса.
Больший запас НПХС не вреден для насоса, но может быть нежелательным. Указание более высокого предела может привести к неоптимальному выбору насоса, что приведет к дополнительным затратам на насосное оборудование (более крупные/медленные насосы или насосы с индукторами), снижению эффективности или сокращению рабочего диапазона, поскольку был выбран насос с более высокой удельной скоростью всасывания. Требование большей высоты всасывания для увеличения запаса НПХС может также увеличить стоимость конструкции насосной станции.
Рекомендуемое использование предела НПХС включает в себя известную конструкцию насоса с фиксированными характеристиками НПШ3, которые обеспечивают разумное и безопасное значение удельной скорости всасывания. В такой ситуации запас НПХС применяется к НПШ3 при интересующем расходе, чтобы получить минимальное значение чистого доступного положительного напора на всасывании (НПША). Использование более высокого значения запаса НПХС в этих условиях обычно приводит к более консервативным условиям для насоса. Если рекомендуемый запас по кавитационному запасу не может быть получен, то выбор более низкой рабочей скорости насоса для фиксированного расхода обычно приводит к консервативному выбору.
Конечные пользователи получают предупреждение относительно получения предела НПХС путем указания насосов с более высокой удельной скоростью всасывания, которые имеют более низкие значения НПШ3. Конструкции насосов с более высокой удельной скоростью всасывания с большей вероятностью будут создавать нежелательный шум и иметь более узкий рабочий диапазон по сравнению с конструкциями насосов с более низкой удельной скоростью всасывания. Плохие условия всасывания могут привести к отрыву потока и искажению потока на входе в рабочее колесо, что может отрицательно повлиять на кавитационный запас насоса.
Для получения дополнительной информации о запасе НПХС для центробежных насосов см. ANSI/ЗДРАВСТВУЙ 9.6.1 Ротодинамические насосы – Руководство по запасу НПХС.
В. Какова скорость обратного разгона роторно-динамического насоса?
А. Внезапный отказ питания и обратного клапана во время работы насоса при статическом напоре приведет к обратному вращению насоса. Если насос приводится в действие первичным двигателем, оказывающим небольшое сопротивление при движении назад, скорость заднего хода может приблизиться к максимальному значению при нулевом крутящем моменте. Эта скорость называется скоростью разгона в обратном направлении.
Если напор, при котором может происходить такая работа, равен или превышает напор, развиваемый насосом в точке наилучшего КПД при нормальной работе, то скорость разгона может превышать скорость, соответствующую нормальной работе насоса. Эта избыточная скорость может вызвать высокие механические нагрузки на вращающиеся части насоса и первичного двигателя.
Поэтому знание этой скорости необходимо для защиты оборудования от возможного повреждения.
Практично выражать скорость разгона в процентах от нормальной рабочей скорости. Напор, соответствующий скорости разгона, в этом случае принимается равным напору, развиваемому насосом в точке наилучшего КПД.
Переходные состояния, при которых может иметь место неуправляемая скорость, часто приводят к значительным колебаниям напора из-за пульсаций в напорной линии.
Поскольку большинство насосных агрегатов имеют относительно небольшую инерцию, помпаж может вызвать резкие колебания скорости. В таком случае скорость разгона может соответствовать максимальному напору, возникающему в результате помпажа.
Поэтому знание помпажной характеристики трубопровода необходимо для определения скорости разгона, что особенно важно в случае длинных линий.
Для дальнейшего обзора см. ANSI/ЗДРАВСТВУЙ 2.4 Ротодинамические (вертикальные) насосы для руководств с описанием установки, эксплуатации и технического обслуживания.
Рисунок А.7. Отношение скорости обратного разгона к удельной скорости (метрическая)
Рисунок А.8. Отношение скорости обратного разгона к удельной скорости (единицы США)