Mètodes comuns de regulació de cabal per a bombes centrífugues

Les bombes centrífugues s'utilitzen àmpliament en indústries com la conservació d'aigua i l'enginyeria química, i la selecció dels seus punts de funcionament i l'anàlisi del consum d'energia són cada cop més valorades. En general, el cabal i el capçal de pressió d'una bomba centrífuga poden no ser coherents amb el sistema de canonades, o a causa dels canvis en les tasques de producció i els requisits del procés, s'ha d'ajustar el cabal de la bomba, cosa que bàsicament canvia el punt de funcionament de la bomba centrífuga. A més de la correcció de la selecció de la bomba centrífuga durant l'etapa de disseny d'enginyeria, la selecció dels punts de funcionament en l'ús real de les bombes centrífugues també afectarà directament el consum d'energia i el cost dels usuaris. Per tant, és especialment important canviar raonablement el punt de funcionament d'una bomba centrífuga.
El principi de funcionament d'una bomba centrífuga és convertir l'energia mecànica generada per la rotació d'alta velocitat del motor elèctric en l'energia cinètica i l'energia potencial del líquid aixecat, que és un procés de transferència i conversió d'energia. Segons aquesta característica, el punt de funcionament d'una bomba centrífuga s'estableix en l'equilibri entre el subministrament i la demanda d'energia entre la bomba d'aigua i el sistema de canonades. Mentre canviï una de les dues condicions, el seu punt de funcionament canviarà. El canvi de punt de funcionament es produeix per dos aspectes: 1. La corba característica de la pròpia bomba d'aigua canvia, com ara el tall de l'impulsor. 2. Canvis en les corbes característiques del sistema de canonades, com ara l'acceleració de vàlvules.
A continuació es fa una anàlisi i comparació d'aquests dos mètodes:
1. Tall amb impulsor
Quan la velocitat és constant, la pressió i el cabal de la bomba estan relacionats amb el diàmetre de l'impulsor. Per a bombes del mateix model, es pot utilitzar el mètode de tall per canviar la corba característica de la bomba. Suposant que el diàmetre original de l'impulsor de la bomba centrífuga és D, el cabal és Q, la capçalera és H i la potència és P i el diàmetre de l'impulsor tallat és D', el cabal és Q', la capçal és H' i la potència és P', la relació entre ells és:
Les tres equacions anteriors es coneixen col·lectivament com la llei de tall de les bombes. La llei de tall es basa en una gran quantitat de dades experimentals perceptives. Creu que si la quantitat de tall de l'impulsor es controla dins d'un cert límit (que està relacionat amb la velocitat específica de la bomba d'aigua), l'eficiència corresponent de la bomba d'aigua abans i després del tall es pot considerar sense canvis. El tall de l'impulsor és un mètode senzill i factible per canviar el rendiment de les bombes d'aigua, conegut com a ajust de diàmetre variable. Soluciona la contradicció entre el tipus i les especificacions limitats de les bombes d'aigua i la diversitat de requisits d'objectes de subministrament d'aigua fins a cert punt, ampliant l'àmbit d'ús de les bombes d'aigua. Per descomptat, el tall de l'impulsor és un procés irreversible i els usuaris s'han de sotmetre a càlculs precisos i mesurar la racionalitat econòmica abans de la implementació.
2. Estrangulació de vàlvules
La manera més senzilla de canviar el cabal d'una bomba centrífuga és ajustar l'obertura de la vàlvula de sortida de la bomba, mantenint la velocitat de la bomba constant (normalment a la velocitat nominal). La seva essència és canviar la posició de la corba característica de la canonada per canviar el punt de funcionament de la bomba. Quan la vàlvula es redueix per controlar el flux, la capacitat de subministrament d'aigua de la bomba es manté sense canvis, la característica del capçal es manté sense canvis i la característica de resistència de la canonada canviarà amb el canvi d'obertura de la vàlvula. Aquest mètode és fàcil d'operar, amb flux continu, i es pot ajustar lliurement entre un determinat cabal màxim i zero, sense necessitat d'inversió addicional. És àmpliament aplicable en diverses situacions. Però la regulació de l'acceleració és mantenir un cert volum de subministrament consumint l'excés d'energia de la bomba centrífuga, i l'eficiència de la bomba centrífuga també disminuirà, cosa que no és econòmicament raonable.
Avui en dia, el mètode d'ajust preferit per a moltes empreses és el tall de l'impulsor, ja que pot estalviar energia i reduir el consum. Tanmateix, cal fer càlculs precisos abans del tall de l'impulsor per assegurar-se que pot complir les condicions de funcionament després del tall.