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全面解说关于压力表你应该知道的一些基本事实

返回列表发布日期:2019-07-29 09:21:37    |    


      三年多来,我一直在为压力表和系统写“常见的压力表错误” 。通常,工作中最难的部分是主题选择,因此它将是新鲜的,有教育意义的,有趣的。这个月,我正在撰写一系列较短的科目,并将它们编成一篇文章。我们将吃开胃菜,而不是吃饭。希望它能满足你的胃口。如果您一直在阅读我的专栏,那么这些花絮中的许多都将是一篇评论。这些评论是基于单级悬臂不锈钢压力表移动环境温度清水,除非另有说明。
      压力表实际上只能在一个点上运行。头部和流量的一个点的水力条件是最佳效率点(BEP),也称为最佳操作点。公布的曲线组中的任何其他地方都只是商业上的妥协。对于大多数最终用户来说,为其独特的液压条件设计和制造压力表是太昂贵了。
      注意公布的压力表曲线。除非另有说明,否则制造商的压力表性能曲线基于约65°F的清水。它们不会针对流体粘度进行校正。所述马力可能会或可能不会针对比重或粘度进行校正。当制造商发布的压力表曲线在流量和流量的某个点停止时,这是有充分理由的。不要在曲线的末端操作压力表; 如果从该点以外的曲线产生更多性能,制造商将扩展曲线。在曲线末端或附近运行将充满性能问题。压力表是愚蠢的。不锈钢压力表只是一台机器,对于给定的一组流体特性,叶轮几何形状和运行速度,它将对安装它的系统作出反应。压力表将在其性能曲线与系统曲线相交的情况下运行(流量和扬程)。系统曲线决定了压力表的运行位置。
      了解系统曲线。系统曲线表示烘烤到系统中的所有摩擦,静压和压头。速度头也存在,但通常太小而不需要关注的部件。压力表不吸入液体。这是一种常见的误解,但我们意识到压力表外的一些能源必须提供流体进入压力表所需的能量。通常这些是重力和/或大气压。最后,流体不具有拉伸强度。因此,压力表不能伸出并将流体吸入口。
      最大的真实抽吸升力约为26英尺。请参见上一节压力表不吸吮的部分。如果你处于海平面,那么大气压力将是每平方英寸绝对压力14.7磅(psia),它将(乘以2.31)转换成大约33.9英尺的绝对压头。因此,在一个完美的世界中,如果系统没有流体摩擦或蒸汽压力,您可以将33英尺的冷水提升。
      实际上,流体摩擦和蒸汽压力的负面影响将对您起作用,并防止流体提升超过26英尺。始终计算可用的净正吸入压头(NPSHa),并与压力表的净正吸入压头(NPSHr)值进行比较。保证金越高越好。向后运转的压力表不会反转流动方向。流动仍将进入吸入口并从排出喷嘴排出。根据压力表的特定速度(Ns)(认为叶轮的几何形状),流量和扬程将减少一些显着的量,因为压力表效率低得多。对于较低比转速的压力表,流量约为额定值的50%,头部为额定值的60%。向后运行的美国国家标准协会(ANSI)压力表将使叶轮从轴上旋下并将其自身放入套管中。
      您无法从操作压力表的叶轮孔中排出空气。压力表在许多方面类似于离心机,因此较重的水被排出到外径,较轻的空气保留在中间或中心。压力表应处于静止状态,以便正确排气。具有中心线放电的压力表基本上是自排气的。
      工业压力表不是来自工厂准备“即插即用”。这个评论有例外,但绝不假设。压力表需要将油添加到轴承座中。必须确定叶轮间隙并设定压力表送的流体(温度)。驱动器需要与压力表对齐。是的,对齐可能是在工厂中进行的,但是第二个单元被移动以便运输,对齐丢失了。在安装管道后,您需要再次检查校准,并在底座灌浆时再次检查校准。应确定旋转方向并与电机驱动器上的相位旋转相匹配。完成这些其他步骤后,需要设置机械密封。大多数制造商不在工厂安装联轴器,因为出于上述所有原因需要将其拆下。
      几乎所有压力表问题都发生在吸入侧。关于压力表如何工作存在普遍且普遍的误解。参考上面的参考。在现场解决问题时,可将任何压力表系统视为三个独立的系统。抽吸系统,压力表本身和压力表下游的系统。在我从事压力表和解决问题的这些年里,85%的压力表问题出现在吸入侧。如果有疑问,这是一个开始寻找解决方案的好地方。
      始终,始终,始终计算NPSHa。这可能是我在现场见证的最常见和最昂贵的错误。人们会错误地认为,因为它们有足够的吸气压力或淹没吸力,所以没有理由进行这些计算。由于蒸汽压力导致的几英尺摩擦或额外损失可以消除您认为的NPSH余量。NPSHa不足将导致压力表叶轮出现气穴现象。
      NPSHr与系统无关,由压力表制造商决定。NPSHa与压力表无关,应由系统所有者或最终用户确定或计算。我最近听到一个短语,当NPSH余量不足时,“压力表变得脾气暴躁,不高兴” 。
      了解气蚀。空化是由于液体蒸汽压低于液体而在流体流中形成蒸汽泡。气泡的形成通常恰好发生在叶轮眼前面,因为这通常是系统中的最低压力。随着气泡进入较高压力区域,气泡随后向下游坍塌。气泡坍塌是导致压力表叶轮损坏的原因。
      气蚀会造成伤害。如果气泡在流体流中间坍塌,则几乎没有损坏。但是当气泡在金属表面附近或金属表面坍塌时,它们会不对称地坍塌并导致微型喷射。这种崩溃发生在纳米级(1.0×10-9或十亿分之一)。所涉及的局部压力可高于每平方英寸10,000磅(psig)(689巴)或更高,加上产生的热量。这种现象可能发生在每秒高达300次的频率和接近声速的速度。请注意,空气中的声速约为768英里/小时(mph)(每小时1,236公里[k / h]),并随湿度水平而变化。水的声速在约3,350英里/小时(5,391千克/小时或每秒1,490米[m / s])时快4.4倍。因为我在潜艇世界开始了我的职业生涯,
      在叶轮上的不同位置可能发生空化损坏。“经典”空化损坏将发生在叶轮叶片的下侧(低压侧或凹侧)上眼睛下游距离的大约三分之一处。“经典”,因为它是由于NPSHr不足。叶轮上的其他位置可能会出现气穴损坏,但这些情况通常是由于压力表远离其设计或BEP而导致的再循环问题。
      在较低的范围内可以听到空化现象。如果您听到空化噪音(听起来像抽砂砾),它可能会出现空洞现象。仅仅因为你没有听到噪音就没有任何意义,因为大部分噪音范围都在人类听觉范围之外。也许我们应该训练狗来帮助我们检测空洞?冷水通常是空化造成的最严重的流体。碳氢化合物对损害方面的影响很小。存在烃类校正因子并且基于经验数据。修正因子的规则包含在Cameron Hydraulic Data书中。
      NPSHr是NPSH3。当制造商声明压力表在给定点需要一定量的 NPSHr时,要意识到压力表在该点已经空化,头部压降为3%,因为这是测量 NPSHr的方式。更有理由保证你有足够的保证金。临界淹没是防止涡旋的必要条件。从流体表面到压力表入口的垂直距离是浸没水平。由于涡旋而阻止空气摄入所需的距离是临界淹没水平。
      为防止吸入空气,当液位低于临界浸没时,请勿操作压力表。涡旋现象是流体速度的直接函数。您可以通过使用挡板和/或较大的管道直径(例如钟形法兰入口)来排除涡旋。在查看吸入侧设计时,有许多关于浸没的参考图表。最好的是液压研究所。一个保守的经验法则是每英尺流体速度有一英尺的淹没。如果百分比大于4%或5%,压力表不能有效地移动与空气混合的流体。大多数压力表开始失去约2%至3%的空气夹带性能。几乎所有的压力表设计都将停止在约14%的夹带中运行。例外可以是圆盘压力表,自引导和一些涡流或凹进叶轮型压力表。我的压力表轴承感觉很热。这是一个常见的评论,但它是主观的,而不是客观的。典型的人很难将手放在超过120°F的轴承座上。轴承在160到180°F下运行是完全正常的。使用温度计或红外设备测量温度并处理
事实。
      粘度是不锈钢压力表的氪石。大多数不锈钢压力表效率太低或超过其马力(hp)限制,粘度范围在400到700厘泊之间,这取决于压力表的尺寸。在压力表送粘性流体时,请务必与制造商联系,以确定框架,轴承和轴的校正曲线和功率限制。
      对于不同的叶轮几何形状,沿着压力表曲线变化的马力要求发生变化。低速和中速特定速度压力表在您操作的曲线上需要更多的hp,这是相当直观的推理。对于高比转速压力表(轴流),所需的最高功率将是较低的流量。这也是为什么通常在排放阀打开的情况下启动这些类型的压力表以便不使驱动器过载。
      有一种简单的方法来考虑具体的速度。比速(Ns)是设计师用来观察假想叶轮的性能和几何形状的工具。不想让所有人都参与到数学课程中吗?低比转速叶轮将使流动平行于轴中心线并使叶轮与中心线成90度。中速特定速度叶轮将平行于轴进入并以与中心线成45度的角度离开叶轮。高比转速叶轮将以平行于轴中心线的流动运行并平行于中心线。
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