วิธีการควบคุมการไหลทั่วไปสำหรับปั๊มหอยโข่ง

ปั๊มหอยโข่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การอนุรักษ์น้ำและวิศวกรรมเคมี และการเลือกจุดปฏิบัติงานและการวิเคราะห์การใช้พลังงานก็มีมูลค่าเพิ่มมากขึ้น โดยปกติแล้ว อัตราการไหลและหัวแรงดันของปั๊มแรงเหวี่ยงอาจไม่สอดคล้องกับระบบท่อ หรือเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในงานการผลิตและข้อกำหนดของกระบวนการ จึงจำเป็นต้องปรับอัตราการไหลของปั๊ม ซึ่งจะเปลี่ยนจุดปฏิบัติงานของปั๊มเป็นหลัก ปั๊มแรงเหวี่ยง นอกจากความถูกต้องของการเลือกปั๊มหอยโข่งในระหว่างขั้นตอนการออกแบบทางวิศวกรรมแล้ว การเลือกจุดปฏิบัติงานในการใช้งานจริงของปั๊มหอยโข่งยังส่งผลโดยตรงต่อการใช้พลังงานและต้นทุนของผู้ใช้อีกด้วย ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องเปลี่ยนจุดทำงานของปั๊มหอยโข่งอย่างสมเหตุสมผล
หลักการทำงานของปั๊มหอยโข่งคือการแปลงพลังงานกลที่เกิดจากการหมุนด้วยความเร็วสูงของมอเตอร์ไฟฟ้าให้เป็นพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ของของเหลวที่ถูกยกขึ้นซึ่งเป็นกระบวนการถ่ายโอนและแปลงพลังงาน ตามลักษณะนี้จุดทำงานของปั๊มแรงเหวี่ยงจะถูกสร้างขึ้นบนความสมดุลของการจัดหาพลังงานและอุปสงค์ระหว่างปั๊มน้ำและระบบท่อ ตราบใดที่เงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่งมีการเปลี่ยนแปลง จุดปฏิบัติการก็จะเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงจุดทำงานเกิดจากสองลักษณะ: 1. ลักษณะโค้งของปั๊มน้ำเองเปลี่ยนแปลง เช่น การตัดใบพัด 2. การเปลี่ยนแปลงเส้นโค้งลักษณะเฉพาะของระบบท่อ เช่น การควบคุมปริมาณวาล์ว
ด้านล่างนี้เป็นการวิเคราะห์และเปรียบเทียบทั้งสองวิธีนี้:
1. การตัดใบพัด
เมื่อความเร็วคงที่ หัวแรงดันและอัตราการไหลของปั๊มจะสัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัด สำหรับปั๊มรุ่นเดียวกันสามารถใช้วิธีตัดเพื่อเปลี่ยนลักษณะโค้งของปั๊มได้ สมมติว่าเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดเดิมของปั๊มแรงเหวี่ยงคือ D อัตราการไหลคือ Q หัวคือ H และกำลังคือ P และเส้นผ่านศูนย์กลางใบพัดตัดคือ D' อัตราการไหลคือ Q' หัวคือ H' และกำลังคือ P' ความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาคือ:
สมการทั้งสามข้างต้นเรียกรวมกันว่ากฎการตัดของปั๊ม กฎการตัดขึ้นอยู่กับข้อมูลการทดลองการรับรู้จำนวนมาก เชื่อว่าหากควบคุมปริมาณการตัดของใบพัดภายในขีดจำกัดที่กำหนด (ซึ่งสัมพันธ์กับความเร็วเฉพาะของปั๊มน้ำ) ประสิทธิภาพที่สอดคล้องกันของปั๊มน้ำก่อนและหลังการตัดก็ถือว่าไม่เปลี่ยนแปลง การตัดใบพัดเป็นวิธีที่ง่ายและเป็นไปได้ในการเปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพของปั๊มน้ำ หรือที่เรียกว่าการปรับเส้นผ่านศูนย์กลางแบบต่างๆ แก้ปัญหาข้อขัดแย้งระหว่างประเภทที่จำกัดและข้อกำหนดของปั๊มน้ำและความหลากหลายของความต้องการวัตถุน้ำประปาในระดับหนึ่ง ขยายขอบเขตการใช้ปั๊มน้ำ แน่นอนว่าการตัดใบพัดเป็นกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ และผู้ใช้จะต้องผ่านการคำนวณที่แม่นยำและวัดเหตุผลทางเศรษฐกิจก่อนนำไปใช้
2. การควบคุมปริมาณวาล์ว
วิธีที่ง่ายที่สุดในการเปลี่ยนอัตราการไหลของปั๊มแรงเหวี่ยงคือการปรับการเปิดวาล์วทางออกของปั๊ม ขณะเดียวกันก็รักษาความเร็วของปั๊มให้คงที่ (โดยปกติจะเป็นความเร็วที่กำหนด) สาระสำคัญคือการเปลี่ยนตำแหน่งของเส้นโค้งลักษณะของท่อเพื่อเปลี่ยนจุดการทำงานของปั๊ม เมื่อวาล์วถูกปิดเพื่อควบคุมการไหล ความสามารถในการจ่ายน้ำของปั๊มยังคงไม่เปลี่ยนแปลง คุณลักษณะของส่วนหัวยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และคุณลักษณะความต้านทานของท่อจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของการเปิดวาล์ว วิธีการนี้ใช้งานง่าย มีการไหลต่อเนื่อง และสามารถปรับได้อย่างอิสระระหว่างอัตราการไหลสูงสุดและศูนย์ โดยไม่จำเป็นต้องลงทุนเพิ่มเติม มันใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ต่างๆ แต่การควบคุมปริมาณคือการรักษาปริมาณการจ่ายที่แน่นอนโดยการใช้พลังงานส่วนเกินจากปั๊มแรงเหวี่ยง และประสิทธิภาพของปั๊มแรงเหวี่ยงก็จะลดลงเช่นกัน ซึ่งไม่สมเหตุสมผลในเชิงเศรษฐกิจ
ในปัจจุบัน วิธีการปรับแต่งที่นิยมสำหรับหลายองค์กรคือการตัดใบพัด เนื่องจากสามารถประหยัดพลังงานและลดการบริโภคได้ อย่างไรก็ตาม ต้องทำการคำนวณที่แม่นยำก่อนการตัดใบพัดเพื่อให้แน่ใจว่าจะสามารถตอบสนองสภาพการทำงานหลังการตัดได้