Что произойдет, если уменьшить диаметр лопастей рабочего колеса насоса?

Если не указано иное, следующая информация относится к закрытым, полуоткрытым и открытым рабочим колесам.

1) Мы будем использовать термин «зазор A» для обозначения зазора между кожухом рабочего колеса и улиткой или корпусом насоса.
2) «зазор B» для обозначения зазора между лопатками рабочего колеса и корпусом насоса или улиткой.
3) «D» для обозначения диаметра лопаток рабочего колеса и кожуха рабочего колеса.

Уменьшение диаметра лопастей рабочего колеса насоса приводит к следующим последствиям:
1. Закон подобия (точнее, «закон резания» — примечание из Pump Salon) предсказывает результаты этой операции, но его точность ограничена, особенно при уменьшении диаметра рабочего колеса более чем на 10%. Причины включают:
1) Закон подобия предполагает параллельность крышки рабочего колеса, что применимо только к насосам с низкой удельной скоростью.
2) После обрезки рабочего колеса зазор между крышкой рабочего колеса и корпусом насоса («зазор А») увеличивается, что приводит к увеличению турбулентности на конце лопасти. Это явление часто называют «проскальзыванием».
3) После обрезки рабочего колеса угол выхода жидкости изменится, и кривая напора станет круче.

2. Насосы смешанного потока подвержены большему влиянию, чем насосы с радиальными лопастями и низкой удельной скоростью (высокий напор, низкий расход).

3. Размеры вырезов рабочего колеса должны быть ограничены, и для обеспечения безопасности рекомендуется использовать только 75% от расчетного размера выреза (относительно удельной скорости насоса).

4. Чем больше размер выреза, тем выше удельная скорость рабочего колеса и тем сильнее падает КПД насоса после выреза рабочего колеса.

5. Если размер выреза рабочего колеса превышает 5–10% от максимального диаметра, требуемый чистый кавитационный запас (NPSHR) увеличивается. Если запас прочности (разница) между чистым кавитационным запасом агрегата (NPSHA) и NPSHR невелик, обязательно обратитесь к производителю насоса за подробной информацией о влиянии вырезов рабочего колеса на оба показателя. К сожалению, многие производители насосов не указывают эту информацию в рабочих характеристиках насосов.

6. Чрезмерный зазор между кожухом рабочего колеса и корпусом насоса (зазор A) и возникающий в результате этого рециркуляционный поток в сторону низкого давления насоса может создавать «вихрь» вокруг рабочего колеса, вызывая низкочастотные осевые вибрации, которые, в свою очередь, могут привести к проблемам с торцевым уплотнением. Это может стать серьёзной проблемой для больших насосов мощностью более 250 л.с. (195 кВт) или насосов с напором более 650 футов (198 м).

7. В течение многих лет в отрасли снижают частоту вибрации лопаток (связанную с зазором B) путём механической обработки (обрезки) кромок лопаток при строгом соблюдении зазора A. Увеличивая зазор B с 1% до 6%, пульсационные силы, действующие на рабочее колесо, можно снизить на 80%–85%.

8. Для рабочих колёс диаметром ≤14 дюймов (355 мм) зазор B должен составлять ≥4% от диаметра рабочего колеса для предотвращения кавитации, вызванной синдромом прохождения лопаток. Для рабочих колес диаметром более 14 дюймов (355 мм) зазор B должен составлять ≥6% от диаметра рабочего колеса, чтобы предотвратить возникновение той же проблемы кавитации.