Στο πεδίο της βιομηχανικής διαχείρισης υγρών
Είναι υψίστης σημασίας να διασφαλιστεί η χρήση του κατάλληλου τύπου αντλίας για κάθε πτυχή της μεταφοράς. Οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης είναι ιδιαίτερα σημαντικές για τέτοιες βιομηχανίες όπου ο ρυθμός ροής του ρευστού είναι πιο σημαντικός από τη διατήρηση της πίεσης σε σταθερό επίπεδο. Αξίζει να επισημανθεί ότι υπάρχουν δύο τύποι "αντλιών μη θετικής εκτόπισης και αντλιών θετικής εκτόπισης, τους οποίους πρέπει να κατανοήσει κάθε άτομο που εργάζεται με βιομηχανικά συστήματα αντλιών. Σε αυτόν τον οδηγό, θα ορίσουμε τι είναι οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης, πώς λειτουργούν, ποιες είναι οι μορφές και οι περιπτώσεις χρήσης τους.
Τι είναι η αντλία μη θετικής εκτόπισης;
Ως αντλία μη θετικής πίεσης ορίζεται η αντλία που επιτυγχάνει την κίνηση υγρών με την επέκταση της ενέργειας στο εργαζόμενο υγρό, κυρίως με την προσθήκη ταχύτητας. Για μια αντλία θετικής εκτόπισης, υπάρχει ένα στοιχείο στο πλαίσιο της λειτουργίας της που προκαλεί την εμπλοκή της ύλης σε σχέση με έναν δεδομένο όγκο, αυτό δεν ισχύει για μια αντλία μη θετικής πίεσης. Με αυτή την ανικανότητα βαθμού, μπορεί να γίνει κάποιος βαθμός άντλησης μέσω αυτών των τύπων αντλιών για ένα υγρό. Πράγματι, παρουσιάζεται η δυνατότητα παροχής μεταβλητής και αδιάλειπτης ροής, η οποία είναι πλεονεκτική σε περιπτώσεις όπου η ανάγκη διατήρησης της πίεσης δεν είναι υψίστης σημασίας.
Κύρια χαρακτηριστικά των αντλιών μη θετικής εκτόπισης
- Ο ρυθμός ροής δεν είναι σταθερός και καθορίζεται από την αντίσταση στο σύστημα.
- Γενικά, χρησιμοποιούνται σε χαμηλές εφαρμογές
- Μικρότερο βάρος σε σύγκριση με τις αντλίες θετικής εκτόπισης σε εργασίες σε μεγάλο ύψος.
- Καλό για τη μετακίνηση μεγαλύτερων ποσοτήτων υγρών χαμηλού ιξώδους.
Ποια είναι η λειτουργία των αντλιών μη θετικής εκτόπισης;
Η αντλία μη θετικής εκτόπισης λειτουργεί με τέτοιο τρόπο ώστε η μηχανική ενέργεια να μετατρέπεται σε κίνηση ταχύτητας του ρευστού. Μια πτερωτή ή ένας ρότορας εντός της αντλίας είναι ικανός να περιστρέφεται που εφαρμόζει ταχύτητα στο ρευστό. Όταν το ρευστό περιστρέφεται, το ρευστό εξέρχεται από το περίβλημα της αντλίας και εισέρχεται στη γραμμή παροχής.
Οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης διακρίνονται από το γεγονός ότι δεν αποδίδουν έναν προκαθορισμένο όγκο υγρού σε καθορισμένο χρόνο λόγω κάποιου μέσου ενεργοποίησης της αντλίας. Στην περίπτωση αυτή, η κινητική ενέργεια των κινούμενων μερών και όχι η ενέργεια πίεσης του υγρού μεταφέρεται στην ενέργεια κίνησης του υγρού σώματος. Από την άποψη αυτή, ο αποδιδόμενος όγκος ονομάζεται μεταβλητός και είναι σύμφωνος με την πίεση και άλλους παράγοντες που επηρεάζουν το σύστημα.
Συνοπτική αρχή εργασίας:
- Η πτερωτή (ή κάποια άλλα παρόμοια μέρη της αντλίας) περιστρέφει το υγρό.
- Το ρευστό επιταχύνεται στην κίνησή του λόγω των μαγνητικών δυνάμεων της πτερωτής.
- Η πτερωτή γεμίζει γρήγορα με υγρό και το ωθεί προς τα έξω μέσω μιας εξόδου στην έξοδο της αντλίας.
- Ο ρυθμός ροής εξαρτάται από την αντίσταση που υπάρχει στο σύστημα, για παράδειγμα, από τις μεταβολές της πίεσης.
Τύποι αντλιών μη θετικής εκτόπισης
Υπάρχουν και άλλοι τύποι αντλιών μη θετικής εκτόπισης που είναι καταλληλότεροι για διαφορετικές χρήσεις. Μερικοί από τους τύπους που μπορεί να συναντάμε συνήθως είναι οι εξής:
Φυγοκεντρικές αντλίες
Οι φυγοκεντρικές αντλίες είναι ίσως οι πιο γνωστοί τύποι αντλιών μη θετικής εκτόπισης, καθώς και ένας από τους πιο εφαρμοσμένους. Λειτουργούν έχοντας μια περιστρεφόμενη πτερωτή που κάνει την κίνηση του ρευστού. Όταν η πτερωτή περιστρέφεται, δημιουργεί επίσης μια κεντρική δύναμη επιδίωξης που ωθεί το υγρό από το εσωτερικό της αντλίας προς την έξοδο εκροής. Ως εκ τούτου, οι φυγοκεντρικές αντλίες χρησιμοποιούνται όταν η μεταφορά ρευστών, τα οποία έχουν χαμηλό ιξώδες, πρέπει να γίνει σε μεγάλες ποσότητες.
Εφαρμογές: Συστήματα κλιματισμού, διεργασίες επεξεργασίας νερού, χημική επεξεργασία και άντληση, άρδευση.
Αντλίες αξονικής ροής
Μια αντλία αξονικής ροής είναι μια αντλία που χρησιμοποιείται κυρίως για τη μετάδοση ρευστών με κατεύθυνση παράλληλη προς τον άξονα της αντλίας. Αυτές οι αντλίες, αντί για έναν απλό κοχλία όπως στις αντλίες τύπου άξονα, χρησιμοποιούν έναν αεριωθούμενο ή μονής κατεύθυνσης περιστροφικό κινητήρα τοποθετημένο στον άξονά του για να ωθήσει το υγρό στον άξονα της αντλίας. Υπάρχουν πολύ χαμηλές αυξήσεις της πίεσης στην αντλία αξονικής ροής σε μεγάλους ρότορες και υψηλές παροχές.
Εφαρμογές: Δράση ελέγχου πλημμυρών, κυκλοφορία μέσα σε πύργους ψύξης κυκλώνων, συστήματα αποστράγγισης.
Αντλίες μικτής ροής
Όταν πρόκειται για αντλίες μικτής ροής, αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να χαρακτηριστούν ως διπολικός σχεδιασμός των βοηθητικών προγραμμάτων για αντλίες φυγοκεντρικής και αξονικής ροής. Σε αυτούς τους τύπους υδραυλικών αντλιών, το ρευστό υποβοηθείται τόσο προς την ακτινική όσο και προς την αξονική κατεύθυνση, καθιστώντας τις αντλίες αυτές πολυλειτουργικές. Οι περισσότερες εφαρμογές απαιτούν ρυθμό και πίεση ταυτόχρονα, αλλά σε μέτρια επίπεδα.
Εφαρμογές: Ανάκτηση νερού, γεωργία, επεξεργασία λυμάτων και αφυδάτωση.
Πλεονεκτήματα των αντλιών μη θετικής εκτόπισης
Τα πλεονεκτήματα αυτών των τύπων αντλιών σε σχέση με τις αντλίες θετικής εκτόπισης περιλαμβάνουν τη σωστή χρήση του καθενός, όταν είναι απαραίτητο στο πλαίσιο της εφαρμογής.
Απλός σχεδιασμός
Οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης, όπως οι φυγοκεντρικές αντλίες, έχουν πολύ λίγα κινούμενα μέρη, άρα λιγότερες επιπλοκές κατά τη συντήρηση καθ' όλη τη διάρκεια ζωής τους.
Υψηλός ρυθμός ροής
Οι αντλίες υψηλής ροής διαθέτουν τέτοια ικανότητα και μπορούν να διαχέουν και να κυκλοφορούν τεράστιες ποσότητες υγρού σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Αποτελεσματικό κόστος
Οι αντλίες αυτές δεν έχουν πολύπλοκες δομές και, επομένως, δεν επιβαρύνονται με πολλά έξοδα αγοράς και συντήρησης, γενικά σε αντίθεση με τις αντλίες θετικής εκτόπισης.
Χαμηλή συντήρηση
Καθώς οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης έχουν λιγότερα εξαρτήματα και λειτουργούν υπό χαμηλή πίεση, η συχνότητα των προγραμμάτων συντήρησης που πραγματοποιούνται σε αυτές είναι μικρότερη, πράγμα που σημαίνει ότι μειώνεται και ο χρόνος διακοπής λειτουργίας.
Μειονεκτήματα των αντλιών μη θετικής εκτόπισης
Αν και οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης μπορούν να είναι αποτελεσματικές σε συγκεκριμένες καταστάσεις, υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί:
Μη ομοιόμορφη ροή σε αυξημένη πίεση
Οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης μπορούν να λειτουργούν με διαφορετικούς ρυθμούς απόδοσης, αλλά είναι πιο δύσκολο να επιτευχθεί μετρημένη απόδοση όταν αυξάνεται η πίεση του συστήματος. Αυτό το χαρακτηριστικό τις καθιστά ακατάλληλες για χρήσεις που απαιτούν ακρίβεια τόσο στην παροχή όσο και στην πίεση.
Περιορισμένο εύρος ιξώδους
Αυτές οι αντλίες είναι αναποτελεσματικές για υγρά υψηλού ιξώδους, καθώς η πτερωτή ή η προπέλα θα αρχίσει να χάνει την αποτελεσματικότητά της στη μεταφορά κινητικής ενέργειας σε πιο παχιά υγρά.
Διαρροή
Οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης δεν αποδίδουν καλά υπό ορισμένες συνθήκες. Ειδικότερα, σε ορισμένες περιπτώσεις αντλιών μη θετικής εκτόπισης, εμφανίζεται σπηλαίωση.
Εφαρμογές αντλιών μη θετικής εκτόπισης
Παράγοντες που περιλαμβάνουν την ικανότητά τους να απορρίπτουν αποτελεσματικά μεγάλους όγκους υγρού έχουν καταστήσει τις αντλίες μη θετικής εκτόπισης κοινές σε πολλές βιομηχανίες. Ορισμένες από τις συνήθεις εφαρμογές περιλαμβάνουν:
Διαχείριση νερού και λυμάτων
Οι μεγάλες φυγοκεντρικές αντλίες βρίσκονται συχνά σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού και χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά μεγάλων ποσοτήτων νερού για επεξεργασία, καθαρισμό και διανομή.
Μετατροπή του νερού σε βροχή
Στη γεωργία, οι αντλίες αξονικής ροής παρέχουν νερό σε καλλιέργειες όπου πρέπει να αρδευτούν μεγάλες εκτάσεις γης.
Συστήματα HVAC
Οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης χρησιμοποιούνται συχνά σε συστήματα HVAC ως αντλίες κυκλοφορίας νερού ή ψυκτικού μέσου εντός των κτιρίων για τον αποτελεσματικό έλεγχο της θερμοκρασίας.
Θαλάσσιες εφαρμογές
Οι αντλίες αυτές χρησιμοποιούνται ομοίως στον τομέα της ναυτιλίας για την άντληση υδροσυλλεκτών, τα συστήματα νερού ψύξης και το νερό έρματος.
Πώς θα επιλεγεί σωστά η αντλία μη θετικής μετατόπισης
Η διαδικασία επιλογής της βέλτιστης αντλίας για την εφαρμογή σας επηρεάζεται από:
Απαιτήσεις ρυθμού ροής
Οι μεγάλες εφαρμογές κίνησης ρευστών απαιτούν τη χρήση φυγοκεντρικής ή αξονικής αντλίας.
Συνθήκες πίεσης
Όταν η σταθερή πίεση δεν αποτελεί κρίσιμο παράγοντα, προτιμάται μια αντλία μη θετικής εκτόπισης, επειδή είναι φθηνότερη και πιο αποδοτική.
Χαρακτηριστικά υγρών
Προσδιορίστε τον τύπο του υγρού και τη θερμοκρασία του, καθώς και τις αντλίες μη θετικής εκτόπισης που είναι καταλληλότερες για υγρά χαμηλού ιξώδους, ενώ το νερό ή τα αραιά χημικά ανήκουν επίσης σε αυτή την κατηγορία.
Συμπέρασμα
Αντλίες μη θετικής εκτόπισης βαθιάς γεώτρησης Οι αντλίες μη θετικής εκτόπισης αποτελούν αναπόσπαστο μέρος πολλών βιομηχανιών, καθώς είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικές στην άντληση ρευστών που έχουν μεγάλο όγκο αλλά δεν λειτουργούν υπό σταθερά επίπεδα πίεσης. Η γνώση των διαφόρων τύπων αντλιών μη θετικής εκτόπισης, των μηχανισμών λειτουργίας τους και των ρόλων που επιτελούν θα σας καθοδηγήσει να κάνετε σωστές επιλογές των αντλιών που χρειάζεστε και των εργασιών που θα εκτελέσετε.
Για όλους όσους ασχολούνται με την επεξεργασία νερού, τα συστήματα HVAC ή ακόμη και την άρδευση γεωργικών εκτάσεων, οι εφαρμογές των αντλιών μη θετικής εκτόπισης είναι ευέλικτες και οικονομικές όσον αφορά τη διαχείριση των ρευστών. Όταν πρόκειται για αντλίες, ωστόσο, υπάρχει μια θεραπεία λόγω του γεγονότος ότι μπορείτε να εξασφαλίσετε επίσης μέγιστες λειτουργικές παραμέτρους και αποδοτικότητα.
