Magnetkupplungen, NPSH-Marge und Rückwärtsdurchlaufgeschwindigkeit
F. Welche Auswirkungen hat eine Erhöhung der Temperatur auf die Magnetkupplungen in einem Rotationsmotor? dichtungslose pumpe?
A. Wirbelströme im Spalttopf sind eine Wärmequelle in einer dichtungslosen Pumpe. Wärme wird auch durch Flüssigkeitsreibung erzeugt, wenn sich der innere Magnet durch die Flüssigkeit im Spalttopf bewegt.
Magnetkupplungen erfahren mit steigender Temperatur einen gewissen Drehmomentverlust. Darüber hinaus hat jedes Permanentmagnetmaterial einen einzigartigen Curie-Punkt, bei dem es sich um die Temperatur handelt, bei der das Material jeglichen Magnetismus verliert. Unterhalb des Curie-Punktes werden zwei Bereiche als reversible Temperatur und irreversible Temperatur bezeichnet.
Reversible Verluste treten naturgemäß im normalen Nenntemperaturbereich der Kupplung auf. Die Kupplung erreicht wieder ihre volle Festigkeit, wenn sie auf Umgebungstemperatur abkühlt. Zwischen der Nenntemperatur der Kupplung und dem Curie-Punkt liegt ein Bereich, in dem die Magnete zeit- und temperaturabhängig dauerhaft einen Prozentsatz ihrer Festigkeit verlieren. Endbenutzer sollten den Hersteller konsultieren, um spezifische Informationen zum Kupplungsdrehmoment im Verhältnis zur Temperatur zu erhalten, bevor sie die Magnetkupplung für eine bestimmte Anwendung dimensionieren. Die allgemein anerkannten, sinnvollen Temperaturgrenzen variieren je nach Magnettyp und -sorte.
Weitere Informationen zu Temperatureffekten der magnetischen Kopplung finden Sie unter ANSI/HI 4.1-4.6 Dichtungslose, magnetisch angetriebene Rotationspumpen für Nomenklatur, Definitionen, Anwendung, Betrieb und Prüfung.
F. Welche Informationen sind verfügbar, um die angemessene Spanne der positiven Saughöhe (NPSH) für meine Kreiselpumpe zu bestimmen?
A. Bei der Bestimmung einer angemessenen NPSH-Spanne werden Faktoren berücksichtigt, die sich auf die Leistung und Lebensdauer der Pumpe auswirken. Eine unzureichende NPSH-Spanne kann Pumpenkopf, Geräusche und Vibrationen beeinträchtigen. Die Pumpenlebensdauer kann durch Materialabtrag und Schäden an Lagern oder Dichtungen reduziert werden.
Die empfohlenen Toleranzverhältnisse können je nach Pumpentyp und Anwendung variieren, wobei höhere Werte für Pumpen mit höheren Betriebsgeschwindigkeiten und/oder Dauerbetrieb außerhalb des bevorzugten Betriebsbereichs der Pumpe gelten.
Eine größere NPSH-Spanne schadet der Pumpe nicht, ist aber möglicherweise nicht wünschenswert. Die Angabe einer höheren Spanne kann zu einer nicht optimalen Pumpenauswahl führen, die die Kosten für die Pumpausrüstung erhöht (größere/langsamere Pumpen oder Pumpen mit Induktoren), eine verringerte Effizienz oder einen verringerten Betriebsbereich, da eine Pumpe mit höherer saugspezifischer Drehzahl ausgewählt wurde. Das Erfordernis einer größeren Saughöhe zum Erhöhen der NPSH-Spanne kann auch die Kosten der Pumpstationsstruktur erhöhen.
Die empfohlene Verwendung der NPSH-Spanne beinhaltet eine bekannte Pumpenkonstruktion mit festen NPSH3-Kennlinien, die zu einem angemessenen und sicheren Wert der spezifischen Sauggeschwindigkeit führen. In einer solchen Situation wird die NPSH-Spanne auf den NPSH3 bei der interessierenden Durchflussrate angewendet, um den minimalen Wert der verfügbaren positiven Saughöhe (NPSHA) zu erhalten. Die Verwendung eines höheren Wertes der NPSH-Spanne führt unter diesen Umständen im Allgemeinen zu konservativeren Bedingungen für die Pumpe. Wenn die empfohlene NPSH-Spanne nicht erreicht werden kann, führt die Wahl einer niedrigeren Betriebsdrehzahl für die Pumpe für eine feste Durchflussrate im Allgemeinen zu einer konservativen Auswahl.
Endverbraucher werden im Hinblick auf das Erhalten der NPSH-Spanne gewarnt, indem sie Pumpen mit höheren saugspezifischen Drehzahlen spezifizieren, die niedrigere NPSH3-Werte haben. Bei Pumpenkonstruktionen mit höherer saugspezifischer Drehzahl ist es wahrscheinlicher, dass unangenehme Geräusche und ein engerer Betriebsbereich im Vergleich zu Pumpenkonstruktionen mit niedrigerer saugspezifischer Drehzahl auftreten. Schlechte Ansaugbedingungen können zu Strömungsablösung und verzerrter Strömung am Laufradeintritt führen, was den NPSHA der Pumpe negativ beeinflussen kann.
Weitere Informationen zur NPSH-Spanne für Kreiselpumpen finden Sie unter ANSI/HI 9.6.1 Kreiseldynamische Pumpen – Richtlinie für die NPSH-Spanne.
F. Was ist die Rücklaufgeschwindigkeit einer Kreiselpumpe?
A. Ein plötzlicher Strom- und Rückschlagventilausfall während des Pumpenbetriebs gegen einen statischen Druck führt zu einer Rückwärtsdrehung der Pumpe. Wenn die Pumpe von einer Antriebsmaschine angetrieben wird, die beim Rückwärtslaufen wenig Widerstand bietet, kann die Rückwärtsdrehzahl ihr Maximum erreichen, das mit einem Drehmoment von Null vereinbar ist. Diese Geschwindigkeit wird Rückwärtsdurchlaufgeschwindigkeit genannt.
Wenn die Förderhöhe, unter der ein solcher Betrieb auftreten kann, gleich oder größer als die ist, die die Pumpe an ihrem besten Wirkungsgrad während des normalen Betriebs entwickelt, dann kann die Durchgehgeschwindigkeit diejenige überschreiten, die dem normalen Pumpenbetrieb entspricht. Diese überhöhte Drehzahl kann hohe mechanische Belastungen auf die rotierenden Teile der Pumpe und der Antriebsmaschine ausüben.
Daher ist die Kenntnis dieser Geschwindigkeit unerlässlich, um die Ausrüstung vor möglichen Schäden zu schützen.
Es ist praktisch, die Durchgehgeschwindigkeit als Prozentsatz der normalen Betriebsgeschwindigkeit auszudrücken. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass die der Durchlaufgeschwindigkeit entsprechende Förderhöhe gleich der Förderhöhe ist, die die Pumpe am Punkt des besten Wirkungsgrads entwickelt.
Übergangszustände, bei denen eine außer Kontrolle geratene Geschwindigkeit auftreten kann, führen oft zu beträchtlichen Druckschwankungen aufgrund von Schwankungen in der Druckleitung.
Da die meisten Pumpeneinheiten relativ wenig Trägheit haben, kann das Pumpen schnelle Geschwindigkeitsschwankungen verursachen. Die außer Kontrolle geratene Geschwindigkeit kann in einem solchen Fall mit der höchsten Förderhöhe übereinstimmen, die sich aus dem Pumpen ergibt.
Daher ist die Kenntnis des Pumpverhaltens der Pipeline für die Bestimmung der Ausreißgeschwindigkeit unerlässlich, und dies ist insbesondere bei langen Leitungen wichtig.
Zur weiteren Überprüfung siehe ANSI/HI 2.4 Rotodynamische (vertikale) Pumpen für Handbücher, die Installation, Betrieb und Wartung beschreiben.
Abbildung A.7. Rückwärtslauf-Geschwindigkeitsverhältnis gegenüber spezifischer Geschwindigkeit (metrisch)
Abbildung A.8. Rückwärtslauf-Geschwindigkeitsverhältnis gegenüber spezifischer Geschwindigkeit (US-Einheiten)