Aksialstrømspumper og blandede strømningspumper: egenskaper, bruksområder og utvalg sammenligning

• Anvendelser og bruk av aksialstrømningspumper

Aksialstrømspumper er egnet for applikasjoner som krever ekstremt høye strømningshastigheter og lavt trykkhøyde. Vanlige applikasjoner inkluderer:

Landbruksvanning: Å hente vann fra elver eller reservoarer og transportere det til jordbruksland via åpne kanaler, og oppnå langdistansevannlevering ved lav fallhøyde.

• Drenering og flomkontroll:Brukes til drenering av grunngrop, tunnelavvanning og kjeller- eller elvedrenering, og fjerner raskt akkumulert vann med høye strømningshastigheter.
• Vannoverføring i stor skala{{0}:Oppnå høy-strømningshastighet-vannoverføring i åpne kanal- eller rørledningsprosjekter med minimale høydevariasjoner.
• Pumpet oppbevaring:Brukes i pumpekraftverk for vannforekomstregulering mellom øvre og nedre reservoar når høy-strømningshastighet-vannoverføring er nødvendig.
• Avløpsvannbehandling:Transport av avløpsvann eller avløp i seksjonen med lavt-høyde (som oppsamlingsbrønner) i avløpsrenseanlegg.
• Akvakultur:Brukes til vannsirkulasjon i store fiskedammer eller rekedammer.

Kort sagt, aksialstrømningspumper er ideelle for alle bruksområder som krever levering av store strømningshastigheter av relativt rent vann ved ekstremt lav trykkhøyde. Aksialstrømspumper er imidlertid mindre egnet for systemer som krever høyere trykkhøyde.

• Hva er en blandet-pumpe?

En blandet-strømningspumpe kombinerer egenskapene til pumper med aksial-strøm og radial-strøm. Den bruker en diagonal (eller skrå) impeller, som får væsken til å strømme delvis aksialt og delvis radialt. I faktisk drift kommer væsken inn i impelleren og strømmer ut i vinkel til pumpeakselen, samles opp av pumpehuset (vanligvis en spiral eller ledeskovler), og ledes deretter til utløpet. En blandet-strømningspumpe kombinerer således den høye strømningshastigheten til en aksial-strømningspumpe med den relativt høye trykkhøyden til en radial-strømningspumpe.

Ytelsen til en blandet-strømningspumpe ligger mellom ytelsen til en ren radial-strømningspumpe og en ren aksial-strømningspumpe. Som KSB sier, dekker en blandet-strømningspumpe "overgangsområdet mellom radielle og aksiale-strømningspumper." Med andre ord er en blandet-strømningspumpe i hovedsak en type sentrifugalpumpe (ofte kalt en blandet-strømsentrifugalpumpe), hvis impeller gir væsken både radiell og aksial fart. Et typisk løpehjul med blandet -strøm (også kalt et skrå-strømningshjul eller et spiralformet løpehjul) bruker buede blader for å gi væsken en viss radiell hastighet. Når pumpehjulet roterer, genererer det både bakover og utover, og oppnår en god balanse mellom strømningshastighet og trykkhøyde.

• Blandet-strømningspumpestrømningsegenskaper

Blandede-strømningspumper er designet for bruk med medium-høyde, medium-strøm. Væsken inne oppnår samtidig radielle og aksiale hastigheter, noe som resulterer i et ytelseskompromiss mellom aksial-strømnings- og radial-strømningspumper: den kan levere store strømningshastigheter (tusenvis av m³/t) som en aksial-strømningspumpe, samtidig som den tåler høyere trykk (som titalls meter med radial pumpe){7}.

Hode:Blandede-strømningspumper har vanligvis en enkelt-høydehøyde på 10 til 50 m, som langt overskrider de få meters høyderekkevidde for aksial-strømningspumper, noe som gjør dem egnet for å pumpe vann til forhøyede tanker eller overvinne moderate trykkforskjeller.

Strømningshastighet:Litt lavere enn aksial-strømningspumper av samme størrelse, men opprettholder fortsatt et høyt strømningshastighetsnivå (tusenvis av m³/t), som vanligvis faller mellom radial-strømningspumper og aksial-strømningspumper.

Effektivitet:Blandede-strømningspumper opprettholder vanligvis høy effektivitet innenfor driftsområdet. Gjennom optimaliserte strømningskanaler som bruker ledeskovler, diffusorer og andre strukturelle funksjoner, er konverteringen av kinetisk energi til trykkenergi mer effektiv – blandede-strømningspumper er generelt svært effektive i bruksområder med middels-høyde.

Stabilitet:Ytelseskurven til en blandet-strømningspumpe er generelt flatere og mer stabil enn for en aksial-strømningspumpe. Når trykkhøyden endres, endres strømningshastigheten til en blandet-strømningspumpe relativt jevnt, mens strømningshastigheten til en aksial-strømningspumpe avtar kraftig når trykket øker.

Strukturelt sett bruker blandede-strømningspumper ofte en volutt eller ledeskovler for å samle opp skrått utløpt vann. Mange modeller bruker en halv-åpen impeller for å håndtere forhold som inneholder slipende medier (som gir fordeler ved passasje av faste partikler sammenlignet med et helt åpent impeller). Blandede-strømningspumper kan utformes som enkelt-strukturer for å møte medium-hodekrav eller som fler-strukturer for å oppnå høyere trykk.

• Applikasjoner og bruk av blandede-strømningspumper

Blandede-strømningspumper er egnet for bruksområder som krever høye strømningshastigheter og middels trykkhøyde. Typiske bruksområder inkluderer:

• Industriell kjøling:Sirkulerende kjølevann i kraftverk eller kjemiske anlegg, hvor en viss systemmotstand må overvinnes.
• Prosessindustri:Brukes i papirfabrikker, oljeraffinerier eller produksjonsanlegg for transport av prosessvann eller andre væsker under middels trykk.
• Landbruksvanning:Egnet for vanning av skrånende terreng eller scenarier som krever pumping av vann til en viss høyde, for eksempel å løfte vann fra elver til forhøyede kanaler.
• Drenering og kloakkutslipp:Brukes til å løfte kloakk til renseanlegg eller slippe ut regnvann med høy strømningshastighet, lav til middels trykkhøyde. Mange kloakkpumpestasjoner bruker blandede-strømningspumper (vertikale turbinpumper) for å løfte kloakk.
• Marine og offshore engineering:Brukes til ballast, kjøling eller brann-vannsystemer på skip eller plattformer, som krever en kompakt pumpedesign og middels kapasitet.
• Regnvannshåndtering:Brukes til å løfte avrenning til kloakk eller lagringstanker, og overvinne tyngdekraften.

Blandede-strømningspumper kan betraktes som det ideelle valget for "mellomgrunnen" – når aksial-strømningspumper har utilstrekkelig trykkhøyde, og radialpumper med høy-høyde- virker som en overkill, blandede-strømningspumper er ofte førstevalget.

• Kjerneforskjeller mellom aksialstrømningspumper og blandede strømningspumper

1. Strømningsretning og utslippsmetode

• Aksialstrømningspumpe: Væske slippes ut i en rett linje langs pumpeakselen. Både innløps- og utløpsretningen er kolineær med pumpeakselen, og utløpet er vanligvis sentrert med innløpet.
• Blandet strømningspumpe: Væske slippes ut i en viss vinkel. Løftehjulet gir væsken både bakover og utover hastigheter, og strømningskanalen er konisk. Derfor er utløpet vanligvis forskjøvet, eller det kreves en volutt/spiralstrømningskanal for å samle den skrå strømmen.

Dette betyr at røroppsettet er forskjellig: Aksialstrømspumper bruker ofte rette rør eller lineære rør; mens blandede strømningspumper vanligvis har et skrått utløp eller en voluttstruktur. I vertikale installasjoner kan aksialstrømspumper slippe ut vann vertikalt oppover eller horisontalt, mens vertikale blandingspumper leverer vann oppover i en viss vinkel.

2. Sammenligning av hode og strømningshastighet

• Aksialstrømningspumpe: Gir ekstremt høye strømningshastigheter ved lav trykkhøyde. Den kan gi svært store strømningshastigheter (f.eks. 10 000 til 40 000 m³/t), men hodet er bare noen få meter. Hvis systemet krever en middels trykkhøyde (f.eks. 10 til 15 m), kan aksialstrømspumper oppleve stopp eller et plutselig fall i strømningshastighet.
• Blandede-strømningspumper: Disse leverer store strømningshastigheter ved middels trykkhøyde. De kan opprettholde en høy strømningshastighet samtidig som de oppnår en fallhøyde på titalls meter. Utvalgserfaring: Hvis ønsket hode er<5 to 10 m and the flow rate is extremely high, choose an axial flow pump; if the required head is high (10 to 50 m) and a high flow rate is still needed, choose a mixed-flow pump. Axial flow pumps have a steep performance curve – the flow rate decreases rapidly as the head increases; mixed-flow pumps have a relatively flat curve and are more adaptable.

For eksempel kan en aksialstrømningspumpe levere 20 000 m³/t ved 5 m trykkhøyde, men strømningshastigheten nærmer seg null når trykket øker til 15 til 20 m; mens en sammenlignbar blandet-pumpe fortsatt kan levere 15 000 m³/t ved 20 m høyde. Blandede strømningspumper dekker derfor driftsområdet der aksialstrømspumper er mindre effektive.

3. Impellerdesign og struktur

• Axial Flow Impeller: Den ligner en stor propell eller vifte i utseende, og bruker brede, flate blader arrangert langs pumpeakselen. Vanligvis har den færre blader og en åpen struktur (uten dekkplate), som direkte skyver vannstrømmen bakover. De fleste aksialstrømningshjul er uten dekkplate, mens noen få er utstyrt med en enkel dekkplate eller sidering.
• Mixed Flow Impeller: Bruker flere buede og vinklede blader, som er vridd for å tillate væsken å slippes ut samtidig sideveis og bakover (dvs. skrått). Blandet strømningshjul har vanligvis en delvis dekkplate eller ring for å imøtekomme den skrå vannstrømmen; deres form blir noen ganger referert til som spiralformet eller skrå flyt.

Strukturelt sett har pumper med blandet strømning vanligvis et mer robust hus (volutt eller ledeskovler) for å lede det skrått utladede vannet, og inneholder ofte ledeskovler eller diffusorer for å effektivt konvertere kinetisk energi til trykkenergi. Aksial-strømningspumper, derimot, bruker et enklere, rett-gjennomgående hus.

4. Effektivitet og ytelse

• Aksial-strømningspumper: Ekstremt effektive under designforhold (høy strømningshastighet, lav trykkhøyde). På grunn av den rette strømningsveien er energitapet minimalt under disse forholdene. Deres høye-effektivitetsområde er imidlertid relativt smalt; hvis tvunget til å operere med høyere hoder, synker effektiviteten kraftig.
• Blandede-strømningspumper: Oppretthold god effektivitet over et bredere strømnings-/høydeområde. Blandede-strømningspumper bruker vanligvis strømnings-optimaliserte design (som skjermer og ledeskovler) for å opprettholde høy effektivitet i området med middels trykkhøyde. I faktisk drift kan en blandet-strømningspumpe som opererer med middels trykkhøyde forbruke mindre energi enn en aksial-strømningspumpe som utfører en lignende oppgave ved litt høyere trykkhøyde.

Kort sagt, aksialstrømspumper utmerker seg ved rent høye strømningshastigheter (laveste trykkhøyde); mens blandede strømningspumper er overlegne i total ytelse på tvers av både strømningshastighet og trykkhøyde. Som KSB opplyser, har blandede strømningspumper relativt flate strømningskurver i området for middels trykkhøyde, middels strømning, mens aksialstrømningspumper har bratte kurver i området med lav trykkhøyde, maksimal strømning. Derfor, når bare strømningshastighet er et problem, gir aksialstrømspumper betydelige energibesparelser; når det kreves en viss trykkhøyde, utnytter blandede strømningspumper energi mer effektivt.

5. Ytelsessammenligning: Blandede strømningspumper vs. aksialstrømningspumper

Ved praktisk valg er nøkkelen å bestemme driftspunktet (strømningshastighet Q og hode H):

• Aksialstrømningspumpeytelse: Oppnår utmerkede strømningshastigheter ved ekstremt lave trykk. For eksempel kan en aksialstrømningspumpe oppnå en strømningshastighet på 10 000 m³/t ved en fallhøyde på 5 m, men strømningshastigheten avtar raskt utover 5 til 10 m, noe som resulterer i en veldig bratt ytelseskurve.
• Blandet strømningspumpeytelse: Oppnår høye strømningshastigheter ved middels trykkhøyde. En blandet-strømningspumpe kan oppnå en strømningshastighet på 8 000 til 15 000 m³/t ved en fallhøyde på 15 til 25 m, med en betydelig ytelsesnedgang bare nær en fallhøyde på 40 til 50 m, og viser en relativt flat ytelseskurve.
• Kort sagt: aksial-strømningspumper er mer effektive ved lave trykk og høye strømningshastigheter; blandede-strømningspumper yter bedre når en viss trykkhøyde (tivis av meter) kreves.

6. Strukturell sammenligning: Blandede-strømningspumper vs. aksiale-strømningspumper

• Forskjellene mellom de to kan sees fra deres faktiske pumpestrukturer:
• Aksial-strømningspumper: Bruker vanligvis stor-diameter, åpne eller halv-åpne impellere. Mange vertikale aksiale-strømningspumper bruker nedsenkede søyler og enkle propellhjul, med en enkel foringsrørstruktur og færre interne komponenter.
• Blandede-strømningspumper: Mer kompakt i strukturen, med et større antall impellerblader arrangert i vinkel. Foringsrøret inkluderer vanligvis en volutt eller ledeskovler.

Når det gjelder vedlikehold, har aksialstrømspumper en enkel indre struktur og færre deler, men det åpne pumpehjulet kan bli tilstoppet på grunn av sammenfiltring av rusk; pumper med blandet strømning har flere deler (som ledeskovler og flertrinnsstrukturer), men de er vanligvis utstyrt med-slitasjebestandige ringer eller bøssinger, som har en viss toleranse for faste partikler i væsken.

• Hvordan velge riktig pumpe: Aksialstrømspumpe eller blandet strømningspumpe?

Følg disse trinnene for valg:

1. Definer driftsbetingelsene: Bestem nødvendig strømningshastighet (Q) og trykkhøyde (H) ved driftspunktet.
2. Sammenlign ytelseskurver: Hvis driftspunktet krever lavt trykk (f.eks.<5 to 10 m) and a very high flow rate, an axial flow pump is usually the ideal choice; if a higher head (e.g., 10 to 50 m) is required and the flow rate is still relatively high, a mixed flow pump is more suitable.
3. Vurder installasjonsforholdene: Aksialstrømspumper krever vanligvis rette rørseksjoner og kan installeres vertikalt; blandede strømningspumper krever oppmerksomhet til sugeforhold.
4. Vurder mediekarakteristikker: Hvis væsken inneholder noen faste partikler, er en blandet strømningspumpe (spesielt med en halv-åpen impeller) mer fordelaktig.
5. Balanser effektivitet og kostnad: Sammenlign forventet energiforbruk med innkjøpskostnaden. Aksialstrømspumper har generelt lavere kostnad per enhetsstrømningshastighet, men hvis høyere trykk er nødvendig, kan en blandet strømningspumpe være mer-effektiv.

For eksempel, hvis en pumpe trenger å levere 12 000 m³/t ved en fallhøyde på 5 m, er en aksialstrømspumpe det mest effektive valget; hvis en pumpe trenger å levere 12 000 m³/t ved en fallhøyde på 20 m, er en blandet strømningspumpe bedre; hvis løftehøyden overstiger ca. 50 til 60 m, bør en radialstrømspumpe eller en flertrinnspumpe vurderes.

Forståelse av valgprinsippene for aksialstrømspumper og blandede strømningspumper avhenger av å matche strømningshastigheten og løftehøyden til de faktiske driftsforholdene. Aksialstrømspumper kan levere ekstremt høye strømningshastigheter ved lave trykk; blandede strømningspumper oppnår derimot høye strømningshastigheter ved høyere trykk. Ved å sammenligne strømningsretning, ytelseskurver og impellerstruktur kan du velge den mest passende pumpen for din spesifikke applikasjon.