Как работает насос трубопровода?

Трубопроводные насосы являются сердцем любой системы транспортировки жидкости, ответственной за перемещение жидкостей и выстрелов на огромных расстояниях, часто на различных местах и ​​значительных изменениях повышения. От сырой нефти и природного газа до воды и изысканных продуктов, эти надежные машины обеспечивают эффективный и непрерывный поток жизненно важных ресурсов. Понимание того, как они работают, включает в себя углубление принципов динамики жидкости, механического дизайна и систем управления.

В своем ядре трубопроводной насос придает энергию жидкости, увеличивая его давление и позволяя ему преодолевать резистивные силы, такие как трение в трубе, и различия в высоте. Это преобразование энергии в основном достигается с помощью одного из двух основных принципов эксплуатации: центробежная сила или положительное смещение .

Центробежные насосы: рабочие лошадки трубопроводов

Подавляющее большинство трубопроводных насосов центробежные насосы Полем Эти динамические машины работают на принципе преобразования вращательной кинетической энергии в давление жидкости. Вот разбивка их операции:

1. Вращение рабочего колеса: Ключевым компонентом является рабочее колесо , вращающийся диск с серией изогнутых лопастей. Когда насос работает, двигатель управляет рабочей рабочей колесой на высоких скоростях.

2. Вход и ускорение жидкости: Жидкость входит в насос в центре рабочего колеса, известного как глаз Полем Когда рабочее колесо вращается, лопатки поймают жидкость, и, из -за центробежной силы, шлепайте его наружу к окружности рабочего колеса. Это радиальное движение значительно увеличивает скорость жидкости.

3. Преобразование давления в Volute/Diffuser: Высокоскоростная жидкость затем входит в постепенно расширяющийся корпус, называемый волют или набор стационарных лопаток, названных диффузор Полем Когда жидкость перемещается через эту расширяющуюся область, ее скорость уменьшается, и в соответствии с принципом Бернулли это снижение кинетической энергии превращается в статическую энергию давления.

4. Увольнять: Теперь жидкость высокого давления выходит из насоса через разрядную форсунку и в трубопровод.

Ключевые характеристики центробежных трубопроводных насосов:

• Изменение скорости потока: Центробежные насосы хорошо подходят для высоких скоростей потока и могут относительно легкостью обрабатывать изменения в потоке.

• Направление давления: Они генерируют давление, варьируя диаметр рабочего колеса, скорость и количество побочных работ (этапы).

• Многоценные конфигурации: Для трубопроводов на дальние расстояния, требующих очень высокого давления, могут быть организованы несколько бурделлеров, создавая Многостадовый центробежный насос Полем Каждый этап добавляет к головке общего давления.

• Эффективность: Современные центробежные насосы предназначены для высокой эффективности, минимизируя потребление энергии.

• Обслуживание: Обычно устойчивые и требуют относительно низкого обслуживания по сравнению с положительными насосами смещения для непрерывной работы.

Насосы с положительным смещением: для конкретных применений

Хотя это менее распространено для основных операций с трубопроводом из -за более низких скоростей потока и проблем с пульсацией, положительные насосы смещения используются в конкретных приложениях трубопровода, особенно там, где высокие давления и точное управление потоком являются критическими или для высококрестных жидкостей. Эти насосы работают путем захвата фиксированного объема жидкости, а затем принуждая этот объем в разрядную трубу.

Общие типы включают:

• По возвращению насосов (поршня/плунжер насосов): Они используют поршень или поршень, который перемещается взад -вперед в цилиндре. На всасывающем ходу жидкость втягивается в цилиндр, а на ходу разряда она вытесняется. Они известны тем, что создают очень высокое давление.

• Роторные насосы (шестерня, винт, насосы доли): Они используют вращающиеся элементы (шестерни, винты, леппы) для создания движущихся полостей, которые ловят и транспортируют жидкость от всасывания в сторону разряда.

Ключевые характеристики насосов с положительным смещением:

• Фиксированная скорость потока: Для данной скорости они обеспечивают почти постоянную скорость потока независимо от давления разряда.

• Возможность высокого давления: Способен создавать чрезвычайно высокое давление.

• Вязкие жидкости: Часто предпочитают высоко вязкие жидкости, с которыми борются центробежные насосы.

• Пульсация: Может ввести пульсации в трубопровод, который может потребовать демпфирования.

Критические системы поддержки и соображения

Помимо самого насоса, несколько интегрированных систем имеют решающее значение для эффективной и безопасной работы насоса трубопровода:

• Prime Movers: Электродвигатели являются наиболее распространенными первичными двигателями для трубопроводных насосов, особенно в фиксированных установках. Газовые турбины или дизельные двигатели используются в удаленных местах или для аварийной энергии.

• Системы герметизации: Механические уплотнения или упаковка жизненно важны для предотвращения утечки жидкости вдоль вала насоса, где он входит в корпус.

• Системы подшипника: Надежные подшипники поддерживают вращающийся вал и рабочее колесо, обрабатывая значительные радиальные и осевые нагрузки.

• Системы управления: Сложные системы SCADA (контроль над контролем и сбором данных) контролируют и контролируют скорость, давление, скорость потока и другие критические параметры удаленно. Переменные частотные приводы (VFD) часто используются для точно управления скоростью двигателя и, следовательно, выхода насоса.

• Устройства безопасности: Клапаны для снятия давления, вибрационные мониторы, датчики температуры и системы аварийного отключения являются неотъемлемой частью для предотвращения повреждения и обеспечения безопасности.

• Насосные станции: На длинных трубопроводах множественные насосные станции стратегически расположены вдоль маршрута, чтобы повысить давление и компенсировать потери трения, поддерживая непрерывный поток.

Заключение

Трубопроводные насосы Инженерные чудеса, которые образуют основу глобальной энергетической и водной инфраструктуры. Будь то динамическое действие центробежного насоса или положительное смещение поршневого насоса, их фундаментальная роль остается прежней: эффективно и надежно перемещать жидкости из одной точки в другую. Непрерывные достижения в области технологий насосов, материаловедения и систем управления гарантируют, что эти жизненно важные компоненты продолжают удовлетворять постоянно растущие требования для безопасной и эффективной транспортировки жидкости во всем мире.