Минимизация пульсации потока жидкости в гидросистеме: способы и варианты
2024-11-10 09:04
Неравномерная подача жидкости в гидросистеме – проблема, свойственная целой группе насосов. Особенно заметен подобный характер перекачки рабочей среды при работе мембранного насосного оборудования. Сам принцип работы, включающий несколько циклов с различными показателями объема выталкиваемой жидкости в различных фазах, обеспечивает эту неравномерность. В свою очередь это приводит к возникновениям скачков давления – так называемым пульсация потока. Их результатом являются появление вибраций трубопровода после гидронасоса, шумов, а также другим эффектам, вносящих в работу гидравлического контура нарушения различного масштаба.
Явление пульсации потока жидкости несет в себе ряд скрытых рисков. В частности, даже при малой амплитуде колебаний при их вхождении в резонанс с частотой колебаний других узлов есть риски разрушения трубопроводов или преждевременного выхода арматуры и оборудования из строя. Также эти явления приводят к снижению ресурса техники, коммуникаций и контрольно-измерительной аппаратуры.
Варианты снижения пульсации потока
Попытки решения этой проблемы путем применения гибких коммуникаций как правило не дают должного эффекта. Поэтому применяются другие способы устранения этих эффектов:
Подбор насоса другого типа. Этот шаг следует предпринимать еще на этапе проектирования гидравлической системы. Если необходимо постоянное давление без выраженных скачков, винтовые аппараты будут наилучшим вариантом оснащения контура;
Установка гасителей колебаний. Пневматические или гидравлические амортизаторы, которые поглощают избыток энергии среды при импульсной подаче жидкости, устанавливаются на трубопроводе сразу после гидронасоса. Такое решение позволяет изолировать вибрацию уже начальной стадии, не подвергая ее воздействию никаких элементов контура. Объем гидравлического амортизатора (они же – гидроаккумуляторы) не носит универсального характера и подбирается исходя из параметров системы;
Редукционные устройства и дроссельные клапаны. Их применение особенно актуально при перекачке жидкостей с высокой вязкостью. Они обеспечивают стабильность давления, снижая риски его колебания от изменения нагрузки либо скорости нагнетания жидкости. Такая трубопроводная арматура монтируется при выходе из гидронасоса либо перед наиболее важными узлами контура. Для длительного срока службы важно правильно подобрать материал дроссельных клапанов. Он должен учитывать свойства среды – например, в гидросистемах с химически активными либо абразивными средами стоит использовать композитные либо нержавеющие изделия;
Приводы с автоматической регулировкой оборотов насоса (частотные преобразователи). Они не только снижают риски колебаний давления, тем самым продлевая ресурс насосной техники, но также и оптимизируют энергопотребление перекачивающего аппарата;
Установка в контуре обратных клапанов. Они помогают не только исключить последствия гидроударов, но также сгладить пульсации потока жидкости в гидросистеме при значительных показателях напора. Такая арматура устанавливается вблизи самих гидронасосов либо в местах перепада высот;
Разделительные мембраны. Эти устройства дают возможность сформировать барьер между создаваемыми импульсами пульсации. В качестве материала разделительных мембран применяются эластичные полимеры;
Применение особых трубопроводов с усиленной внутренней поверхностью и низким коэффициентом трения. Специальная конструкция позволяет уменьшить турбулентность и, как следствие, возникающие колебания давления в гидравлическом контуре. В качестве материалов для подобных труб используются различные марки нержавеющих сталей. Их внутренняя поверхность выполняется из композитов либо полимеров (полипропилен или плотный полиэтилен). Немаловажную роль в подавлении колебаний имеет и диаметр трубопровода. Слишком маленький диаметр не решит проблемы колебаний давления в гидросистеме, слишком большой – негативно скажется на эффективности и затратам на ее устройство.
В подавляющем большинстве случаев проблему пульсация давления жидкости в гидросистеме, если таковая есть, невозможно решить каким-либо одним способом – особенно при минимальных затратах. Чаще всего минимизация этого эффекта и поддержание стабильных показателей функционирования насоса решается комплексно. То есть, достигается сочетанием правильного подбора перекачивающей техники, применения нескольких специальных устройств из списка и грамотной настройки параметров их работы. Но предпринятые в этом отношении меры в полной мере компенсируют затраченные средства и усилия, не допуская целого ряда сложностей и проблем при эксплуатации системы.
Если описанная проблема для вас актуальна, некоторые из перечисленных изделий для ликвидации вибраций трубопроводов, снижения турбулентности и устранения колебаний давления после насоса представлены в каталоге компании «АрмапромТехно». Так в частности у нас можно приобрести на выгодных условиях: