การทดลองแบบจำลองไฮดรอลิก "การนำอากาศเข้า": วิธีป้องกันฟองแก๊สในระบบปั๊ม

เคเอสบีได้ทำการทดลองด้วยแบบจำลองอย่างครอบคลุมเพื่อค้นหาวิธีลดการนำอากาศเข้า “Air Intake”

กฎและคำแนะนำที่เกี่ยวข้องระบุว่า การไหลเข้าของห้องดูดของระบบปั๊มจะต้องถูกออกแบบในลักษณะที่ป้องกันไม่ให้อากาศเข้าสู่ปั๊ม เนื่องจากว่า การดูดอากาศหรือแก๊สที่ไม่ละลายในของเหลวสามารถรบกวนการไหลในปั๊มได้อย่างมาก ซึ่งอาจเปลี่ยน characteristic curve และส่งผลต่อพฤติกรรมการทำงานได้ เพื่อศึกษาวิธีลดการนำอากาศเข้า เคเอสบีได้ทำการทดลองแบบจำลองไฮดรอลิกอย่างครอบคลุม

แบบจำลองการทดสอบประกอบด้วยแทงค์และท่อทางเข้าที่ตั้งอยู่เหนือระดับน้ำทางด้านซ้าย (สามารถดูวิดิโอประกอบ) ขณะเดียวกันความสูงของทางเข้าและระยะห่างจากปั๊มสามารถปรับได้ นอกจากนี้ แบบจำลองการทดสอบยังมีท่อดูดของปั๊ม และมีตัวเลือกในการติดตั้งตัวเบี่ยงและโครงสร้างคล้ายระเบียง ปัจจัยที่เกี่ยวข้องสำหรับการทดสอบแบบจำลองคือระดับน้ำในแทงค์ ความเร็วของน้ำที่ออกมา และความสูงของน้ำที่ตกลงมา

ส่วนแรกของการทดสอบดำเนินการโดยไม่มีตัวเบี่ยงและมีความสูงในการตกลงมาของน้ำที่ต่ำ ในอัตราการไหลประมาณ 4 m³/h. อากาศเข้าสู่น้ำและเกิดการหมุนวน ฟองแก๊สขนาดใหญ่จะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างรวดเร็ว ฟองแก๊สขนาดเล็กจะถูกพัดพาไปในทิศทางของท่อดูดของปั๊ม เมื่อเพิ่มอัตราการไหลเป็นประมาณ 8 m³/h. จะเป็นผลให้มีการนำอากาศเข้าสู่ท่อทางดูดของปั๊มในแบบจำลองการทดสอบมากขึ้น มีฟองอากาศขนาดใหญ่จำนวนมากขึ้นเข้าสู่ท่อดูดของปั๊ม เมื่อเพิ่มอัตราการไหลเป็น 12 m³/h. การนำอากาศเข้ามีผลกระทบต่อด้านขวาทั้งหมดของแทงค์ มีฟองแก๊สจำนวนมากเข้าสู่ท่อดูดของปั๊ม

ส่วนที่สองของการทดสอบดำเนินการโดยไม่มีตัวเบี่ยงแต่มีความสูงในการตกลงมาของน้ำที่สูงขึ้น ในอัตราการไหลประมาณ 4 m³/h. ในส่วนนี้ของการทดสอบมีความลึกของการเจาะจากน้ำที่พุ่งออกมามากขึ้น มีการเกิดปริมาณอากาศเข้าสู่น้ำอย่างลึก เกิดการหมุนวนและเคลื่อนที่ไปในทิศทางของท่อทางดูดของปั๊ม ฟองขนาดกลางและขนาดเล็กเข้าสู่ท่อทางเข้าของปั๊ม เมื่อเพิ่มอัตราการไหลเป็นประมาณ 8 m³/h. ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่า: ความสูงในการตกลงมาและความเร็วของน้ำที่เพิ่มขึ้นทำให้มีการนำอากาศเข้ามากขึ้น ซึ่งทำให้ฟองแก๊สขนาดใหญ่เข้าสู่ท่อดูดของปั๊มเช่นกัน เมื่อเพิ่มอัตราการไหลเป็นประมาณ 12 m³/h. น้ำที่ปล่อยออกมาจะชนกับด้านขวาของแทงค์ใกล้กับท่อทางเข้าของปั๊ม ทำให้เกิดการหมุนวนของน้ำที่ผนังด้านขวาของแทงค์ แต่ความลึกในของการเกิดฟองอากาศไม่ได้เพิ่มขึ้น

การป้องกันการนำอากาศเข้าโดยใช้ตัวเบี่ยงและที่รองกั้น

ส่วนที่สามของการทดสอบดำเนินการโดยให้มีความสูงในการตกลงมาของน้ำน้อย และใช้ตัวเบี่ยงกั้นน้ำที่พุ่งออกมาก่อนที่มันจะไหลเข้าสู่แทงค์ การทดสอบแบบจำลองเริ่มต้นที่อัตราการไหลประมาณ 4 m³/h. การนำอากาศเข้าเกิดการหมุนวนลึกลงในน้ำและส่วนใหญ่ถูกตัวเบี่ยงกักไว้ ฟองแก๊สลอยขึ้นสู่ผิวน้ำอย่างรวดเร็วที่ด้านหลังตัวเบี่ยง มีเพียงฟองแก๊สไม่กี่ฟองที่ไปถึงท่อทางเข้าของปั๊มทางด้านขวาของแทงค์

จากนั้นอัตราการไหลถูกเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 8 m³/h. ที่จุดนี้ ฟองอากาศจำนวนมาก (เกือบครึ่ง) ถูกกักไว้โดยตัวเบี่ยงหรือขึ้นสู่ผิวน้ำที่ด้านหลังตัวเบี่ยงโดยตรง ในส่วนนี้ของการทดสอบ มีเพียงฟองแก๊สขนาดเล็กไม่กี่ฟองที่ถึงท่อทางเข้าของปั๊ม เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 12 m³/h. การนำอากาศเข้าเพิ่มขึ้นและเกิดการหมุนวนที่ปลายด้านล่างของตัวเบี่ยง ฟองอากาศขนาดเล็กและขนาดกลางถูกพัดพาไปในทิศทางของช่องทางออกและไปถึงปั๊ม

สำหรับส่วนที่สี่ของการทดสอบ ความสูงในการตกลงมาของน้ำได้ถูกเพิ่มขึ้น อัตราการไหลเริ่มต้นที่ประมาณ 4 m³/h. การนำอากาศเข้าเกิดการหมุนวนลึกลงในน้ำแต่ถูกตัวเบี่ยงกักไว้เป็นส่วนใหญ่ มีฟองแก๊สขนาดเล็กมากเพียงไม่กี่ฟองที่ไปถึงปั๊ม เมื่ออัตราการไหลถูกเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 8 m³/h. น้ำที่พุ่งออกมากระทบตัวเบี่ยงผ่านผิวน้ำ น้ำที่พุ่งจึงถูกเบี่ยงในแนวตั้งที่ตัวเบี่ยงและหมุนวนพร้อมกับการนำอากาศเข้าที่ในส่วนด้านซ้ายของแทงค์เป็นส่วนใหญ่ มีฟองแก๊สขนาดเล็กเพียงเล็กน้อยที่ไปถึงท่อทางเข้าของปั๊ม เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 12 m³/h. น้ำที่พุ่งออกมาถูกเบี่ยงโดยตัวเบี่ยงเหนือระดับน้ำ จำนวนฟองอากาศขนาดเล็กที่ไปถึงท่อดูดของปั๊มเพิ่มขึ้นในกรณีนี้

ส่วนที่ห้าของการทดสอบแบบจำลองใช้ตัวเบี่ยงและโครงสร้างคล้ายที่รองกั้นโดยให้มีความสูงในการตกลงมาของน้ำน้อย การทดสอบแบบจำลองครั้งแรกดำเนินการที่อัตราการไหลประมาณ 4 m³/h. ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าฟองอากาศถูกหมุนวนกลับทันทีจากโครงสร้างคล้ายที่รองกั้นทางด้านซ้ายของตัวเบี่ยง ฟองอากาศไปไม่ถึงท่อทางเข้าของปั๊ม เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 8 m³/h. ผลลัพธ์ยังคงเหมือนเดิม: ปริมาณการนำอากาศเข้าที่มากขึ้นยังคงถูกกักไว้โดยโครงสร้างคล้ายที่รองกั้นและคงอยู่ในครึ่งซ้ายของแทงค์ ผลลัพธ์ที่ได้แทบไม่เปลี่ยนแปลงแม้เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 12 m³/h. และส่งผลให้มีการนำอากาศเข้ามากขึ้น ปริมาณการนำอากาศเข้ายังคงน้อยมากที่ไปถึงปั๊ม

ส่วนที่หกและเป็นส่วนสุดท้ายของการทดสอบแบบจำลองดำเนินการด้วยตัวเบี่ยงและโครงสร้างคล้ายที่รองกั้นโดยมีความสูงในการตกลงมาของน้ำที่มาก อัตราการไหลในส่วนแรกของการทดสอบแบบจำลองประมาณ 4 m³/h. ในขั้นนี้ ฟองอากาศเข้าสู่น้ำที่ระดับลึกแต่ถูกตัวเบี่ยงและโครงสร้างคล้ายที่รองกั้นทางด้านซ้ายของแทงค์กักไว้ เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 8 m³/h. ฟองอากาศส่วนใหญ่ก็ยังคงถูกกักไว้โดยโครงสร้างคล้ายที่รองกั้นและหมุนวนในส่วนด้านซ้ายของแทงค์ มีเพียงฟองอากาศขนาดเล็กปริมาณเล็กน้อยที่ไปถึงด้านขวาของแทงค์ที่มีท่อทางเข้าของปั๊มอยู่ เมื่ออัตราการไหลเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 12 m³/h. การหมุนวนก็แรงขึ้นเนื่องจากน้ำที่พุ่งออกมาถูกเบี่ยง ที่อัตราการไหลนี้ ปริมาณการนำอากาศเข้าส่วนใหญ่ก็ยังคงอยู่ที่ด้านซ้ายของแทงค์ ซึ่งเป็นผลที่ได้มาจากโครงสร้างคล้ายที่รองกั้น

สรุปผลการทดสอบแบบจำลอง "การนำอากาศเข้า"

การนำอากาศเข้าสามารถส่งผลกระทบเชิงลบต่อความราบรื่นในการทำงานและประสิทธิภาพของปั๊มหากปั๊มดูดอากาศเข้าไป เมื่อวางแผนระบบปั๊ม จึงควรป้องกันหรือลดการนำอากาศหรือแก๊สอื่นๆ เข้าสู่ของเหลวที่ถูกส่ง หากไม่สามารถหลีกเลี่ยงความแตกต่างด้านความสูงระหว่างท่อและระดับน้ำต่ำสุดได้ การใช้ตัวเบี่ยงและโครงสร้างคล้ายที่รองกั้นสามารถลดการนำอากาศเข้าได้อย่างมากตามที่แสดงในแบบจำลองการทดสอบไฮดรอลิก "การนำอากาศเข้า" ของเคเอสบี

การทดสอบแบบจำลองโดยเคเอสบี: เริ่มคิดจากจุดเล็ก แล้วจึงสร้างสิ่งที่ใหญ่ขึ้น!

โดยทั่วไปแล้ว KSB จะดำเนินการทดสอบด้วยโมเดลสำหรับวัตถุหรือกระบวนการต่างๆเมื่อการวัดสภาพจากหน้างานจริงไม่สามารถทำได้เนื่องจากสาเหตุทางด้านเทคนิคหรืองบประมาน การทดลองเชิงวิจัยเหล่านี้ ช่วยให้ KSB ค้นพบความเป็นไปได้ใหม่ๆ ในการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับระบบปั๊ม

การทดสอบแบบจำลอง "การนำอากาศเข้า" เป็นเพียงหนึ่งในหลายๆ การทดสอบที่เคเอสบีได้ทำ เชิญมาเพิ่มพูนความรู้เฉพาะทางของคุณด้วยผลลัพธ์จากการทดสอบโมเดลไฮดรอลิกอื่นๆ ของเราในหัวข้อต่างๆ เช่น โพรงแก๊ส (gas pocket), มุมเบนชิ่ง (gas pockets) หรือการขนส่งของแข็ง (solids transport)

ข้อควรรู้: เมื่อวางแผน ดำเนินการ และประเมินผลการทดสอบแบบจำลองทั้งหมด แล้วนำผลลัพธ์ไปใช้ในเครื่องขนาดจริงและ/หรือสภาพการทำงานจริง Affinity laws จะต้องถูกน้ำมาใช้ นอกจากการรักษาความเหมือนทางเรขาคณิตแล้ว ยังต้องพิจารณาการเปลี่ยนแปลงความยาวเนื่องจากการเสียรูปจากความยืดหยุ่นและความร้อน การแปลงผลการทดสอบตามกฎความสัมพันธ์ การสังเกตคุณสมบัติของของเหลว และอื่นๆ อีกมาก

กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ทุกสิ่งที่ทำให้การทดสอบแบบจำลองสามารถปรับปรุงการทำงานในชีวิตประจำวันของระบบปั๊มได้ในชีวิตจริง

หากคุณมีคำถามใดๆ โปรดติดต่อเรา เรารอคอยที่จะได้รับการติดต่อจากคุณ