Propòsit i funció de la instal·lació que redueix el diàmetre d'entrada i sortida de la bomba d'aigua

El canvi de diàmetre d'entrada i sortida de la bomba d'aigua és un aspecte tècnic important en el disseny del sistema de bomba d'aigua. El seu propòsit és assegurar un flux d'aigua suau, garantir el marge de cavitació, evitar la cavitació, millorar l'eficiència del lliurament i assegurar-se que la bomba d'aigua funcioni en un estat bo i estable.

1. Adaptabilitat del cabal i la velocitat

El cabal (Q) d'una bomba d'aigua està directament relacionat amb la seva velocitat (v): Q=A × v (on A és l'àrea de la secció transversal-de la canonada). Quan es fixa el cabal de sortida de la bomba, la velocitat es mantindrà constant si els diàmetres de les canonades d'entrada i sortida es mantenen sense canvis. Tanmateix, en enginyeria pràctica, la sortida de la bomba sovint s'ha de connectar a una canonada de lliurament de llarga-distància, mentre que l'entrada es pot connectar a un dispositiu d'emmagatzematge d'aigua o a un equip aigües amunt. Mitjançant el disseny de reducció de diàmetre, el diàmetre de la canonada es pot reduir a la sortida per augmentar la velocitat (millorant la capacitat de lliurament) i el diàmetre de la canonada es pot augmentar a l'entrada per reduir la velocitat (reduint la resistència a la succió). Per exemple, en un sistema d'aigua de circulació industrial, després que el diàmetre de la canonada de sortida de la bomba es reduís de DN200 a DN150, la velocitat va augmentar d'1,5 m/s a 2,7 m/s, millorant l'eficiència de lliurament en un 30%, evitant alhora la sedimentació causada per una velocitat insuficient.

2. Mecanisme de compensació de pèrdues de pressió

Quan el fluid es transporta en una canonada, es produeix una pèrdua de pressió (ΔP) a causa de la fricció i la resistència local (com ara colzes i vàlvules). Segons la fórmula de Darcy, ΔP és proporcional al quadrat de la velocitat del flux. Si els diàmetres de les canonades d'entrada i de sortida de la bomba són els mateixos, la pressió terminal pot ser insuficient quan el sistema requereix un transport a llarga distància-o passa per múltiples elements de resistència. En reduir el diàmetre de sortida, es pot augmentar la velocitat del flux mantenint el mateix cabal, i la pèrdua de pressió es pot compensar automàticament per la corba característica del capçal de la bomba. Prenent com a exemple un projecte de reg agrícola, el disseny original utilitzava una canonada DN100 per transportar un cabal de 50 m³/h a una distància de 300 metres, amb una pressió terminal de només 0,2 MPa; després de canviar a un reductor de diàmetre de sortida DN80, la pressió terminal va augmentar a 0,35 MPa, complint els requisits del reg per aspersió.

3. Prevenció de la cavitació

Quan una bomba d'aigua funciona, la pressió de l'aigua a la canonada d'aspiració disminueix i es poden alliberar gasos dissolts a l'aigua. Si hi ha un pendent posterior o un augment localitzat al tub d'aspiració, es poden formar bosses d'aire. Les butxaques d'aire acumulades poden entrar al cos de la bomba com a bombolles d'aire més grans, afectant el cabal i el rendiment del capçal de la bomba, i causant danys per vibració i impulsor, similars als danys per cavitació. Per tant, la prevenció és necessària. Evitar pujades localitzades a la canonada i adoptar un disseny i un pendent raonables de la canonada poden prevenir eficaçment la formació de bosses d'aire a la canonada d'aspiració de la bomba.

4. Flexibilitat de concordança del sistema

Els diàmetres de canonada d'entrada i sortida de la bomba d'aigua han de coincidir amb les dimensions de la interfície dels equips aigües amunt i aigües avall (com ara dipòsits d'emmagatzematge, vàlvules i instruments). El disseny de diàmetre variable pot resoldre el problema de les dimensions de la interfície inconsistents entre diferents equips, evitant fuites o dificultats d'instal·lació causades per connexions forçades. Per exemple, l'entrada de la bomba de reforç d'una planta de tractament d'aigües residuals s'ha de connectar a una pantalla de bar DN300 i la sortida s'ha de connectar a un dipòsit d'aireació DN250. Una junta reductora feta a mida-(DN300×DN250) va aconseguir una connexió perfecta, escurçant el període de construcció en un 40%.

5. Balanç de costos i eficiència energètica

Des d'una perspectiva econòmica, les canonades de gran-diàmetre són més cares però tenen menor resistència, mentre que les canonades de diàmetre-petit són més barates però tenen una resistència més alta. El disseny de diàmetre variable permet l'ús de diàmetres de canonada adequats en seccions crítiques (com les entrades i sortides de bombes), equilibrant la inversió inicial i el consum d'energia operatiu. Prenent com a exemple el sistema d'aire condicionat d'aigua d'un complex comercial, el disseny original utilitzava canonades DN250 a tot arreu, amb un cost energètic anual de 120.000 iuans; després de canviar a un esquema de diàmetre variable amb canonades DN300 importades i canonades DN250 exportades, el cost energètic anual es va reduir a 90.000 iuans i el cost de la modificació de canonades es va poder recuperar en 3 anys.

En resum, la instal·lació de diàmetre variable a l'entrada i sortida de la bomba d'aigua no només millora l'eficiència operativa de la bomba d'aigua, sinó que també redueix eficaçment la pulsació i el soroll del flux d'aigua, proporcionant protecció addicional per a la bomba d'aigua i la canonada.