มาตรการลดการเกิดโพรงอากาศในปั๊ม
มาตรการลดการเกิดโพรงอากาศในปั๊ม
การเกิดโพรงอากาศเป็นปัญหาทั่วไปในการทำงานของปั๊มซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายอย่างมากและลดประสิทธิภาพการทำงานลง เกิดขึ้นเมื่อความดันในของเหลวลดลงต่ำกว่าความดันไอ ทำให้เกิดฟองไอและยุบตัวตามมา กระบวนการนี้ก่อให้เกิดแรงเฉพาะจุดที่รุนแรง ซึ่งสามารถกัดกร่อนชิ้นส่วนของปั๊ม ลดประสิทธิภาพ และเพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษา โชคดีที่มีกลยุทธ์ต่างๆ มากมายที่สามารถนำมาใช้เพื่อลดหรือกำจัดการเกิดโพรงอากาศในปั๊ม บทความนี้จะเจาะลึกถึงสาเหตุของการเกิดโพรงอากาศและหารือถึงมาตรการปฏิบัติเพื่อป้องกันการเกิดโพรงอากาศ
1. ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเกิดโพรงอากาศ
การเกิดโพรงอากาศเกิดขึ้นจากความดันภายในปั๊มลดลง เมื่อของเหลวเข้าสู่ปั๊ม ของเหลวจะเคลื่อนที่ผ่านใบพัด หากความดันลดลงต่ำกว่าความดันไอของของเหลว ฟองอากาศจะก่อตัวขึ้น เมื่อฟองอากาศเหล่านี้เคลื่อนที่ไปยังบริเวณที่มีแรงดันสูง ฟองอากาศจะยุบตัวลง ส่งผลให้เกิดแรงกระแทกสูงซึ่งทำลายพื้นผิวของปั๊ม
สัญญาณทั่วไปของการเกิดโพรงอากาศ ได้แก่:
เสียงดังมากเกินไป (มักเรียกว่าเสียง "แตก" หรือ "ป๊อป")
ประสิทธิภาพปั๊มและอัตราการไหลลดลง
เพิ่มแรงสั่นสะเทือน
ความเสียหายที่มองเห็นได้กับใบพัดหรือตัวเรือน เช่น หลุม
2. มาตรการลดการเกิดโพรงอากาศ
การป้องกันการเกิดโพรงอากาศเกี่ยวข้องกับการแก้ไขสาเหตุหลัก เช่น โซนแรงดันต่ำ อุณหภูมิของของไหลสูง หรือการออกแบบปั๊มที่ไม่ดี ต่อไปนี้คือมาตรการสำคัญในการบรรเทาการเกิดโพรงอากาศ:
2.1. เพิ่มแรงดันดูดสุทธิบวก (เอ็นพีเอสเอช)
สุทธิ เชิงบวก ซัสซิ่ง ศีรษะ (เอ็นพีเอสเอช) เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการออกแบบและการทำงานของปั๊ม การมี เอ็นพีเอสเอช เพียงพอสามารถป้องกันไม่ให้ของเหลวไปถึงแรงดันไอได้
การดำเนินการเพื่อเพิ่ม เอ็นพีเอสเอช:
แรงดูดต่ำ:
ลดระยะห่างแนวตั้งระหว่างปั๊มและแหล่งของเหลวให้น้อยที่สุดเพื่อลดการยกตัวดูด
เพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อดูด:
ท่อขนาดใหญ่ช่วยลดการสูญเสียจากแรงเสียดทานและรักษาแรงดันที่สูงขึ้นที่ทางเข้าปั๊ม
การย่นระยะท่อดูด:
ลดความยาวของท่อดูดให้เหลือน้อยที่สุดเพื่อลดการลดแรงดัน
หลีกเลี่ยงการโค้งงอและอุปกรณ์ที่แหลมคม:
ออกแบบท่อดูดให้โค้งงอได้เรียบเนียนและมีอุปกรณ์ประกอบน้อยลงเพื่อลดการปั่นป่วนและการสูญเสียแรงดัน
รักษาระดับการจมอยู่ใต้น้ำให้เหมาะสม:
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทางเข้าปั๊มยังคงจมอยู่ใต้น้ำเพื่อป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไป
2.2. ปรับสภาพการทำงานของปั๊มให้เหมาะสม
การใช้งานปั๊มในสภาวะที่ใกล้กับจุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุด (บีอีพี) อาจช่วยลดโอกาสเกิดโพรงอากาศได้
ข้อแนะนำ :
หลีกเลี่ยงการทำงานของปั๊มที่อัตราการไหลที่สูงเกินไปหรือต่ำเกินไป
ใช้ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (วีเอฟดี) เพื่อปรับความเร็วของปั๊มตามความต้องการของระบบ
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปั๊มมีขนาดเหมาะสมกับการใช้งานเพื่อหลีกเลี่ยงการโอเวอร์โหลดหรือโหลดน้อยเกินไป
2.3. ควบคุมอุณหภูมิของไหล
อุณหภูมิของของเหลวที่สูงสามารถลดความดันไอของของเหลว ทำให้เกิดโพรงอากาศได้ง่ายขึ้น
กลยุทธ์:
ลดอุณหภูมิของของเหลวหากเป็นไปได้
ใช้ระบบทำความเย็นหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิของของเหลวให้สม่ำเสมอ
2.4. ปรับปรุงการออกแบบปั๊มและระบบ
การปรับปรุงการออกแบบสามารถลดการเกิดโพรงอากาศได้อย่างมีนัยสำคัญโดยทำให้การไหลของของเหลวราบรื่นขึ้นและลดความดันลดลง
มาตรการการออกแบบ:
เลือกใบพัดที่ถูกต้อง:
ใช้ใบพัดที่มีการออกแบบที่เหมาะสม เช่น ใบพัดที่มีความเร็วทางเข้าต่ำ หรือใบพัดตัวเหนี่ยวนำ เพื่อลดการลดลงของแรงดัน
ใช้ปั๊มดูดคู่:
การออกแบบแบบดูดคู่จะช่วยปรับสมดุลแรงไฮดรอลิกและลดความเร็วในการดูด
ติดตั้งเครื่องแยกอากาศ:
ตัวแยกอากาศสามารถกำจัดก๊าซที่ค้างอยู่ได้ และป้องกันไม่ให้ก๊าซเหล่านั้นก่อให้เกิดโพรงอากาศ
2.5. ดำเนินการบำรุงรักษาตามปกติ
การบำรุงรักษาอย่างถูกต้องจะช่วยให้ปั๊มและระบบอยู่ในสภาพที่ดีที่สุด ลดความเสี่ยงในการเกิดโพรงอากาศให้น้อยที่สุด
ภารกิจการบำรุงรักษา:
ตรวจสอบการอุดตันหรือสิ่งกีดขวางในท่อดูด
ตรวจสอบและเปลี่ยนส่วนประกอบที่สึกหรอหรือเสียหาย เช่น ซีลและใบพัด
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปั๊มและมอเตอร์จัดวางตำแหน่งอย่างถูกต้อง
ตรวจสอบแรงดันระบบและอัตราการไหลเป็นประจำ
2.6. การใช้อุปกรณ์ป้องกันการเกิดโพรงอากาศ
สำหรับระบบที่มีแนวโน้มเกิดโพรงอากาศ อุปกรณ์เฉพาะทางสามารถช่วยลดผลกระทบได้
ตัวอย่าง:
ตัวระงับการเกิดโพรงอากาศ:
ติดตั้งอุปกรณ์ที่ทางเข้าปั๊มเพื่อลดความผันผวนของแรงดัน
วาล์วระบายความดัน:
วาล์วเหล่านี้ป้องกันแรงดันดูดที่มากเกินไปโดยการควบคุมการไหล
ตัวกระตุ้น:
ตัวเหนี่ยวนำเป็นใบพัดไหลตามแนวแกนขนาดเล็กที่ติดตั้งไว้ด้านหน้าใบพัดหลักเพื่อเพิ่ม เอ็นพีเอสเอช
3. กรณีศึกษา: การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ
กรณีที่ 1: ระบบทำความเย็นอุตสาหกรรม
ปัญหา:ของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงและท่อดูดที่ยาวทำให้เกิดโพรงอากาศบ่อยครั้ง
สารละลาย:ติดตั้งเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อลดอุณหภูมิของของเหลวและเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางท่อดูด
ผลลัพธ์:กำจัดการเกิดโพรงอากาศและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของปั๊ม
กรณีที่ 2 : การประปาส่วนภูมิภาค
ปัญหา:เอ็นพีเอสเอช ไม่เพียงพอเนื่องจากการยกแรงดูดสูงในปั๊มหลายขั้นตอน
สารละลาย:ลดตำแหน่งปั๊มเทียบกับแหล่งน้ำ และเพิ่มตัวเหนี่ยวนำ
ผลลัพธ์:ลดเสียงและการสั่นสะเทือน ช่วยยืดอายุการใช้งานของปั๊ม
4. บทสรุป
การเกิดโพรงอากาศอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของปั๊ม แต่ด้วยการออกแบบ การทำงาน และการบำรุงรักษาที่เหมาะสม ผลกระทบต่างๆ จะลดลงหรือหมดไป โดยการเน้นที่มาตรการต่างๆ เช่น การเพิ่ม เอ็นพีเอสเอช การปรับสภาพการทำงานให้เหมาะสม การควบคุมอุณหภูมิของของไหล และการปรับปรุงการออกแบบระบบ ผู้ควบคุมปั๊มสามารถรับประกันการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ การลงทุนในมาตรการป้องกันไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาและระยะเวลาหยุดทำงาน ทำให้เป็นความพยายามที่คุ้มค่าสำหรับระบบปั๊มใดๆ
