Jak dobrać rozmiar rury tłocznej dla pompy głębinowej?

Główny rurociąg jest pionowym rurą, która przenosi wodę z zanurzonej pompy do studni.podłączyć rurę do wyjścia pompy i rozciągnąć ją na powierzchnię.

W praktyce wzrost prądu wpływa na wydajność pompy, zużycie energii, obciążenie instalacji, młotek wodny, utrzymanie i niezawodność długoterminową.

Zbyt mała rura powoduje dużą prędkość wody i nadmierną utratę tarcia.które mogą zmniejszyć przepływ dostarczany i zwiększyć zużycie energii.

Niepotrzebnie duże rury kosztują więcej, zwiększają masę i mogą być trudne do zainstalowania w dostępnej obudowie studni.

Połączenie pompy rozładowania nie jest również automatycznie prawidłową średnicą dla całej głównej podnoszącej.Ostateczną średnicę rur należy sprawdzić przy użyciu przepływu projektowego, średnicy wewnętrznej rury, długości, materiału, ciśnienia nominalnego i warunków instalacji.

Wzniosły rurociąg, zwany również rurą kolumnową, rurociągiem opuszczającym lub rurą rozładowującą, łączy podwodny wylot pompy z głowicą studni.

W zależności od instalacji może być wytwarzany z:

• Stal węglowa

• Pozostałe

• Pozostałe

• HDPE

• PVC

• Rury elastyczne wzmocnione

• Inny zatwierdzony materiał do rur ciśnieniowych

Rurociąg musi przenosić wodę pompowaną przy jednoczesnym wspieraniu lub przyjmowaniu obciążeń powstałych przez zespół pompy, kabel, zawory awaryjne i kolumnę wodną.

W niektórych instalacjach pompa jest podnoszona mechanicznie przez podnoszący się rurociąg, w innych wyposażony jest w oddzielny przewód bezpieczeństwa lub system podtrzymania.Całkowita konfiguracja musi być zgodna z instrukcjami producenta rur i lokalnymi wymogami instalacyjnymi..

Średnica rury wpływa na prędkość wody i utratę tarcia.

Dla danej szybkości przepływu zmniejszenie średnicy wewnętrznej zwiększa prędkość.Wyższa prędkość ogólnie zwiększa stratę tarcia i sprawia, że system jest bardziej wrażliwy na nagłe ruchy zaworu i uruchomienie lub zatrzymanie pompy.

Zwiększenie średnicy rury zmniejsza prędkość i utratę tarcia, ale zwiększa również koszt materiału, masę rury i wymaganą przestrzeń wewnątrz studni.

Prawidłowa średnica jest zatem równowagą między:

• Wymagany przepływ pompy

• Dopuszczalna prędkość wody

• Dopuszczalne straty na tarciu

• Całkowite koszty instalacji

• Wskaźnik ciśnienia w rurze

• Dostępna wolna przestrzeń obudowy

• Wytrzymałość mechaniczna

• Wymogi dotyczące instalacji i pobierania

Rozmiar rury należy wybrać jako część całego systemu pompowania, a nie po zamówieniu pompy.

Katalog pomp do odwiertów zwykle zawiera rozmiar wyjścia rozładowania dla każdej rodziny pomp.

Na przykład różne rodziny modeli SLAPK 6SP mogą używać różnych połączeń rozładowania, ponieważ ich zakresy przepływu nominalnego są różne.Seria 8SP służy na ogół wyższym przepływom i wykorzystuje większe połączenia wylotowe.

Jednakże wymiar wyjścia nie określa niezależnie najlepszej średnicy głównej podnoszącej się.

Można zastosować krótkie przejście techniczne, gdy obliczona średnica rury różni się od wyjścia pompy, pod warunkiem że:

• Przejście jest mechanicznie odpowiednie.

• Ciśnienie jest odpowiednie.

• Połączenie nie powoduje nadmiernych lokalnych strat.

• Przejście pasuje do obudowy.

• Zespół można bezpiecznie opuszczać i wyciągać.

• Producent zatwierdza konfigurację.

Nie wybieraj rury tylko dlatego, że jej nominalny rozmiar pasuje do nici lub flansek wyjściowych.

Wzniosły rurociąg musi być rozmiarowy w rzeczywistym przepływie projektowym, a nie w maksymalnym opublikowanym przepływie pompy.

Przepływ projektowania powinien wynikać z aplikacji, np.:

• Popyt na nawadnianie

• Spożycie wody komunalnej

• Czas napełniania zbiornika

• Popyt na procesy przemysłowe

• Wymagania wodne dla zwierząt hodowlanych

• Wymagania dotyczące wody ogniowej

• Przeniesienie wody do kopalni lub budowy

Wybrana pompa musi dostarczać ten przepływ przy obliczonej całkowitej głowicy dynamicznej.

Jeżeli system będzie działał przy kilku natężeniach przepływu, należy sprawdzić rurę na:

• Minimalny ciągły przepływ

• Normalny przepływ projektowy

• Maksymalny przepływ oczekiwany

• Ograniczenia pracy zmiennej prędkości

• W przypadku potwierdzenia przyszły przepływ rozszerzenia

Utrata tarcia nie zwiększa się liniowo z przepływem.

W obliczeniach hydraulicznych należy stosować średnicę wewnętrzną rury.

Dwie rury o tej samej wielkości nominalnej mogą mieć różne średnice wewnętrzne z powodu:

• Grubość ściany

• Harmonogram przewodów

• Klasa ciśnienia

• Materiał

• Standardy produkcyjne

• Wewnętrzna wyściółka

Przewód wysokiego ciśnienia ma zazwyczaj grubszą ścianę niż przewód o niższym ciśnieniu o tej samej średnicy zewnętrznej.

Użycie średnicy nominalnej zamiast prawdziwego otworu może zaniżać prędkość wody i utratę tarcia.

Przed zakończeniem obliczeń należy uzyskać dane wymiarowe producenta rur.

Średnią prędkość wody można obliczyć na podstawie natężenia przepływu i powierzchni wewnętrznego przekroju poprzecznego rury:

Prędkość = Przepływ ÷ Powierzchnia wewnętrzna rury

W przypadku rury okrągłej:

w = 4Q ÷ (πD2)

Gdzie:

• Vjest średnia prędkość wody

• Qjest przepływem objętościowym

• Djest rzeczywistą średnicą wewnętrzną rury

• πjest około 3.1416

Jeśli przepływ jest wyrażony w metrach sześciennych na godzinę, przekształć go w metry sześcienne na sekundę przed obliczeniem prędkości w metrach na sekundę.

Prędkość jest parametrem przesiewowym, a nie jedynym kryterium wyboru.analizy wodnego młotka i stosowanej normy inżynieryjnej.

Unikaj stosowania jednego uniwersalnego limitu prędkości dla każdego projektu.

Utrata tarcia jest głową zużywaną podczas przemieszczania się wody przez rurociąg.

To zależy od:

• Wpływ

• Rzeczywista średnica wewnętrzna

• Długość rury

• Bruki rury

• Materiał rurowy

• Wiek rur i stan wewnętrzny

• Właściwości wody

Darcy-Weisbach i Hazen-Williams są powszechnie stosowanymi metodami obliczeń rurociągów wodnych.

W przypadku zastosowania właściwego współczynnika tarcia można zastosować metodę Darcy-Weisbach do szerokiego zakresu płynów i materiałów rurowych.ale jego współczynnik musi być odpowiednio wybrany.

Dla uzasadnionego obliczenia:

1. Określ całkowitą długość pionowej rury.

2. Potwierdź średnicę wewnętrzną i materiał.

3. Obliczyć stratę na jednostkę długości w przepływie projektowym.

4. Pomnóżyć przez rzeczywistą długość rury.

5. Powtórzyć obliczenie przy innych oczekiwanych przepływach operacyjnych.

6. Włączyć wynik do całkowitej głowicy dynamicznej systemu.

Nie należy stosować ogólnego procentowego poziomu głębokości studni jako substytutu obliczania strat w rurze.

W odniesieniu do całkowitej metody głowy patrzWskazówka dotycząca wielkości pompy do studni głębokich: Jak obliczyć przepływ i całkowitą głowę dynamiczną.

Podnoszący się rurociąg nie jest jedynym źródłem oporu hydraulicznego.

Dodatkowe straty mogą wystąpić poprzez:

• Przejścia rozładowania pompy

• Wyroby z tworzyw sztucznych

• Wyroby z włókien mechanicznych

• Wyroby z tworzyw sztucznych

• Łokcie

• Tees

• Zmniejszacze

• Przepływomierze

• Prężniki i urządzenia do pomiaru ciśnienia

• Filtry

• Połączenia z głowicą studni

• Wyniki badań

• Zestawy zbiorników wpuszczalnych

Straty te mogą być obliczane przy użyciu współczynników strat, równoważnych długości rur lub danych producenta.

Należy zwrócić szczególną uwagę na zawory kontrolne. zawór wybrany tylko według wielkości nominalnej może powodować znaczące straty przy dużym przepływie.orientacja i przydatność do obsługi pionowej.

Rura musi wytrzymać większe ciśnienie niż normalne ciśnienie wyjściowe obserwowane na powierzchni.

W zależności od warunków pracy najwyższe ciśnienie może wystąpić w pobliżu pompy lub podczas przejściowego zdarzenia.

Przegląd ciśnienia powinien obejmować:

• Głowa wyłączania pompy

• Ciśnienie statyczne w kolumnie wody

• Normalne ciśnienie robocze

• Wymagane ciśnienie głowy studni

• Zamknięcie zaworu

• Rozruch i zatrzymanie pompy

• Młotek wodny

• Zmiany wysokości

• Ustawienia regulacji ciśnienia

• Ciśnienie badawcze

• Margines bezpieczeństwa wymagany przez normę rurową

Najniższe sekcje głęboko wznoszącego się rdzenia mogą być narażone na wysokie ciśnienie wewnętrzne.

Nie należy wybierać klasy ciśnienia wyłącznie na podstawie normalnego odczytu miernika głowicy studni. Projektant powinien sprawdzić najpoważniejsze wiarygodne warunki pracy i przejściowe.

Młot wodny to chwilowa zmiana ciśnienia spowodowana szybką zmianą prędkości wody.

Może wystąpić, gdy:

• Pompa zaczyna nagle.

• Pompa zatrzymuje się po awarii zasilania.

• Zawór zapasowy szybko się zamyka.

• Zawór powierzchniowy jest zamknięty zbyt szybko.

• VFD zmienia prędkość zbyt agresywnie.

• Przepływ odwraca się przed zamknięciem zaworu zapasowego.

Ciężkość zależy od długości rury, prędkości wody, materiału rury, zachowania zaworu i szybkości zmiany prędkości.

Długie pionowe podnoszące się rurociągi zawierają dużą ruchomą kolumnę wody.

Do możliwych środków kontroli należą:

• Wyroby z tworzyw sztucznych

• Kontroliwane działanie zaworów

• Miękkie rozpoczęcie

• Wymagania w zakresie bezpieczeństwa pojazdu

• Naczynia podwyższeniowe

• Urządzenia do obniżania ciśnienia

• Pozostałe urządzenia do kontroli napięć

Szczegółowa analiza przejściowa może być konieczna w przypadku studni głębokich, długich rurociągów i systemów o dużym przepływie.

Podnoszący się rurociąg musi bezpiecznie nosić swój ciężar, ciężar zawartej w nim wody i wszelkie urządzenia, które podtrzymuje.

Odpowiednie obciążenia obejmują:

• Waga suchej rury

• Masa kolumny wodnej

• Masa pompy i silnika

• Masa zaworu kontrolnego

• Masę kable i osłony kable

• Masa sprzęgła

• Obciążenia dynamiczne podczas uruchamiania i zatrzymania

• Obciążenia podczas montażu i usuwania

• Siły młotka wodnego

• Obciążenia podtrzymujące głowicę studni

W przypadku rury stalowej z przędzą należy sprawdzić siłę przędz i sprzęgła; w przypadku rury z kołkami należy sprawdzić układ kołków, śrubokrętów i uszczelnienia.

W przypadku rur z tworzyw sztucznych należy sprawdzić obciążenie rozciągające, przepływ, działanie temperatury, klasyfikację stawu i ograniczenia producenta dla zawieszonej funkcji pionowej.

Rura spełniająca wymóg ciśnienia wewnętrznego może nadal nie być odpowiednia do zawieszonego obciążenia mechanicznego.

Zewnętrzna średnica podnoszącej się głównej, sprzęgów i akcesoriów musi przechodzić przez minimalną średnicę wewnętrzną obudowy.

Sprawdź pełną oprawę instalacyjną, w tym:

• Złącza rur

• Włókna

• Przejście z wyjścia pompy

• Wyroby z tworzyw sztucznych

• Kabel zasilający

• Opieki kablowe

• Wyroby z tworzyw sztucznych

• Ochrona splice

• Centralizatory

• Kabel bezpieczeństwa

• Zestawy podnoszące

Największym elementem może być sprzęgło lub zawór, a nie sama rura.

Rozważmy również:

• Odchylenie od studni

• Złącza obudowy

• Włókna wewnętrzne

• Łódki oświetlane

• Depozyty w formie skalowej

• Deformacja

• Zmiany średnicy obudowy

Teoretyczne dopasowanie metalu do metalu nie jest dopuszczalną dopuszczalnością do instalacji.

Więcej informacji na temat wolności wymiarowej, patrzSześć- lub osiemcalowe pompy: jak wybrać.

Węglowo-stałowe wzrost główny

Stal węglowa zapewnia wysoką wytrzymałość mechaniczną i jest powszechnie dostępna.

Należy jednak wziąć pod uwagę korozję, ponieważ korozja wewnętrzna zwiększa szorstkość i utratę tarcia, podczas gdy korozja zewnętrzna zmniejsza grubość ścian.

Może być wymagane nakładanie powłok, podszewki i ograniczenie korozji.

Główny z galwanizowanej stali

Stal ocynkowana jest powszechnie stosowana w instalacjach do uzyskiwania wody, zwłaszcza w średnich rozmiarach.

Przystosowanie się do nich zależy od chemicznej struktury wody, czasu trwania instalacji, połączeń z nićmi i lokalnych norm.

Główny wzrost ze stali nierdzewnej

Stal nierdzewna zapewnia lepszą odporność na korozję, ale należy wybrać właściwą klasę na podstawie analizy wody.

SS304 nie jest automatycznie odpowiedni do wody o wysokiej zawartości chlorku.

Należy również dokonać przeglądu interakcji galwanicznych między różnymi metalami.

Wzrost HDPE

HDPE zapewnia odporność na korozję, gładkie powierzchnie wewnętrzne i mniejszą liczbę sztywnych złączy.

Jego konstrukcja wymaga starannego przeglądu:

• Klasa ciśnienia

• Ciśnienie napędowe

• Temperatura

• Wyrzutek.

• Metoda łączenia

• Wydłużenie

• Kompatybilność z połączeniem pompy

• Wymogi dotyczące wsparcia pionowego

Producent rury powinien potwierdzić przydatność do instalacji zawieszonej.

UPVC Rising Main

Specjalistyczne rury kolonowe z uPVC są stosowane w niektórych systemach odwiertów, ponieważ są lekkie i odporne na korozję.

Przewody i złącza nawiane muszą być określone specjalnie pod kątem głębokości instalacji, ciśnienia i obciążenia zawieszonego.

Załóżmy, że pompa do wiercenia musi dostarczać 50 m3/h przez 140 m pionowy rurociąg.

Dwie rury kandydujące spełniają podstawowe wymagania dotyczące połączeń i ciśnienia.

Mniejsza rura wytworzy:

• Wyższa prędkość wody

• Większa utrata tarcia

• Wyższa całkowita głowica dynamiczna

• Większa wrażliwość na młotek wodny

• Niższe początkowe koszty rur

Większa rura wytworzy:

• Mniejsza prędkość wody

• Mniejsza utrata tarcia

• Wymagana dolna głowica pompy

• Potencjalnie niższa energia eksploatacyjna

• Wyższe koszty początkowe i wagę

Prawidłowa decyzja nie może być podjęta wyłącznie na podstawie ceny zakupu.

Inżynier powinien obliczyć punkt pracy dla obu alternatyw, dodać każdą utratę tarcia do TDH i porównać:

• Model pompy i moc silnika

• Wydajność pompy

• Roczne zużycie energii

• Koszty rur i instalacji

• Klasa ciśnienia

• Wyjście z studni

• Oczekiwana żywotność

Większa rura może zmniejszyć koszty energii przez cały okres jej eksploatacji, ale zwiększenie średnicy powyżej praktycznego wymogu może niewiele przynieść dodatkowych korzyści.

Wiele pomp wiertniczych zawiera zawór kontrolny w pobliżu lub w pobliżu wyładowania.

Nieprawidłowo umieszczone lub nieodpowiednie zawory awaryjne mogą przyczyniać się do:

• Ciśnienie uwięzione

• Wstrząs hydrauliczny

• Głoski zaworów

• Opóźnione zamknięcie

• Obrót odwrotny

• Zwiększona utrata tarcia

• Trudna konserwacja

Układ zaworu należy wybrać zgodnie z głębią pompy, długością rur, ciśnieniem, przepływem, metodą uruchamiania i instrukcjami producenta.

Przed podaniem dodatkowych zaworów należy potwierdzić, czy wybrana pompa zawiera już zintegrowany zawór awaryjny.

Czy główny wylot powinien mieć taki sam rozmiar jak wylot pompy?

Nie jest to konieczne. Wylot określa bezpośrednie połączenie. Średnica głównej podnoszącej się należy sprawdzić przy użyciu przepływu, prędkości, utraty tarcia, ciśnienia, obciążenia mechanicznego i wolności obudowy.

Czy mogę zmniejszyć średnicę podnoszącego się głównego nad pompą?

Możliwe może być zmniejszenie prędkości, ale zwiększa prędkość i może zwiększyć straty hydrauliczne.

Czy większa rura zawsze poprawia wydajność pompy?

Większa średnica wewnętrzna zmniejsza straty z powodu tarcia, ale nadmierne rozmiary mogą zwiększyć koszty, wagę i trudności z instalacją.

Czy utratę tarcia należy obliczać na podstawie głębokości studni?

Nie, użyj rzeczywistej długości, średnicy wewnętrznej, materiału i przepływu projektowego każdej sekcji rury.

Czy HDPE może być wykorzystywane jako główna pompa podnosząca do otworu?

Tak, w odpowiednich instalacjach, ale specyficzne rury, złącza i systemy podtrzymujące muszą być oceniane pod względem ciśnienia wewnętrznego, obciążenia zawieszonego, temperatury, przesuwania się i głębokości instalacji.

Ile zaworów zwrotnych powinna użyć pompa do głębokich studni?

Nie istnieje uniwersalna ilość lub rozstawienie odpowiednie dla każdej studni.

Czy wzrost prądu wpływa na moc silnika pompy?

Tak. tarcie rurowe zwiększa TDH. Wyższe TDH może zmienić wybrany model pompy, liczbę etapów, punkt pracy i wymaganą moc silnika.

Niezawodny rurociąg z pompą wiertniczą musi jednocześnie spełniać wymagania hydrauliczne, ciśnieniowe, mechaniczne i instalacyjne.

Proces selekcji powinien:

• Potwierdź przepływ projektu.

• Użyj wewnętrznej średnicy rury.

• Oblicz prędkość wody i stratę tarcia.

• Włączyć zawory i wyposażenie.

• Sprawdź działanie, wyłączenie i ciśnienie przejściowe.

• Sprawdź siłę rur i stawów.

• Potwierdź otwarcie obudowy.

• Wybierz materiał zgodny z wodą.

• Ocena kosztów energii w cyklu życia.

Nie należy wybierać całego kanału podnoszącego się wyłącznie na podstawie rozmiaru wylotu pompy.

Wyślij do SLAPK wymagany przepływ i głowę, głębokość studni, głębokość instalacji pompy, minimalną średnicę wewnętrzną obudowy, proponowany materiał i średnicę rur, wymagany ciśnienie wyjścia, napięcie,częstotliwość i analiza wody.

Nasi inżynierowie mogą polecić odpowiednią pompę do odwiertów QJ lub SP i dostarczyć krzywą pompy, wymiary wyjścia i dane instalacyjne wymagane dla projektu głównej podnoszącej się.