ტუმბოს შეწოვის მილგაყვანილობა

შეწოვის მილგაყვანილობა ცენტრიდანულ ტუმბოებში

ტუმბოებში წარმოქმნილი ავარიები ბევრი ობიექტისთვის პირდაპირი ხარჯის წყაროა, ამასთან, ობიექტზე ტუმბოს მიერ შესრულებული ფუნქციიდან გამომდინარე, ნებისმიერი ავარია, რომელმაც შეიძლება წარმოების შეჩერება გამოიწვიოს, მეორად და გაცილებით დიდ მატერიალურ ზარალს იწვევს. ვინაიდან ეს ავარიები ტუმბოში ხდება, ყურადღების ცენტრში ყოველთვის ტუმბო ექცევა. თუმცა მრავალ შემთხვევაში პრობლემების ძირეული მიზეზი ტუმბოს მილგაყვანილობის კონსტრუქციაა. დღეს მოგითხრობთ, როგორი უნდა იყოს ტუმბოს მილგაყვანილობა, როგორ მოქმედებს მილგაყვანილობაში დაშვებული შეცდომები ტუმბოზე და როგორ შეიძლება ამ შეცდომების თავიდან აცილება.

1. უზრუნველყავით NPSH-ის საკმარისი მნიშვნელობა

NPSH დღეს ფართოდ განხილვადი თემაა, რომელზეც მრავალ სხვადასხვა პლატფორმაზე უამრავი წყაროს მოძიებაა შესაძლებელი. ამიტომ, ნაცვლად იმისა, რომ ჩვენს სტატიაში NPSH დეტალურად განვიხილოთ, საკმარისი იქნება ვისაუბროთ NPSH-ის გავლენაზე ტუმბოს მილგაყვანილობაზე და მოკლედ წარმოვადგინოთ NPSH.

ცენტრიდანულ ტუმბოებში, იმისათვის რომ ტუმბომ კავიტაციის გარეშე, გამართულად იმუშაოს, საჭიროა, ტუმბოს მუშა თვალთან მისულ სითხეს გარკვეული წნევა ჰქონდეს. ამ საჭირო წნევის სიდიდეს ვუწოდებთ NPSHp (ტუმბო) ან NPSHr (required). ამავდროულად, ჩვენი მილგაყვანილობის კონსტრუქციიდან და საექსპლუატაციო პირობებიდან გამომდინარე, არსებობს წნევა, რომლის უზრუნველყოფაც შეგვიძლია ტუმბოში შემავალი სითხისთვის. ამ წნევას ვუწოდებთ NPSHm (არსებული) ან NPSHa (available).

შესაბამისად, ტუმბოს გამართული მუშაობის ზემოაღნიშნული პირობის უზრუნველსაყოფად აუცილებელია NPSHm>NPSHp პირობის შესრულება. წინააღმდეგ შემთხვევაში ტუმბოში კავიტაცია წარმოიქმნება და ტუმბოს ნაწილები დაზიანდება.

ტუმბოსთვის საჭირო NPSHp მნიშვნელობა ტუმბოს მწარმოებლის პასუხისმგებლობაა და ისინი ტუმბოს კონსტრუქციაში სხვადასხვა ცვლილებისა და გაუმჯობესების შეტანით ცდილობენ ამ მნიშვნელობის მაქსიმალურად შემცირებას. თუმცა უკვე ექსპლუატაციაში მყოფი ტუმბოს NPSHp მნიშვნელობის შემცირება როგორც ძალიან რთული და ძვირადღირებულია, ისე, როგორც წესი, ძალიან დაბალი ეფექტიანობის მქონე გადაწყვეტილებებს მოითხოვს. შესაბამისად, NPSHp მნიშვნელობის შემცირების მცდელობის ნაცვლად, NPSHm მნიშვნელობის გაზრდა როგორც უფრო მარტივი, ისე გაცილებით ნაკლებად ძვირი იქნება.

2. შეამცირეთ ხახუნის დანაკარგები

ხახუნის დანაკარგი როგორც ზემოთ ნახსენებ NPSHm მნიშვნელობას შეამცირებს, ისე ენერგოხარჯების ზრდას გამოიწვევს. ამიტომ, როგორც ყველა სისტემაში, სატუმბ სისტემებშიც უაღრესად მნიშვნელოვანია ხახუნის მინიმუმამდე დაყვანა როგორც შეწოვის, ისე დაწნევის მხარეს.

ხახუნის მინიმუმამდე დასაყვანად, პირველ რიგში, უნდა შეირჩეს ისეთი მასალისა და ტექნიკური მახასიათებლების მილგაყვანილობის ელემენტები, რომლებიც ნაკადს მინიმალურ წინააღმდეგობას გაუწევს. გამოსაყენებელი აღჭურვილობისა და მასალების ხახუნის კოეფიციენტი (სითხის მიერ დაშვებულ ფარგლებში) დაბალი უნდა იყოს და ისინი ისე უნდა განთავსდეს, რომ მილგაყვანილობის დინამიკა არ დაირღვეს. ამასთან, რაც უფრო გრძელია გზა, რომელსაც სითხე ტუმბოს შესასვლელამდე გადის, მით მეტია ხახუნის დანაკარგის სახით ფუჭად დახარჯული ენერგია. ამიტომ ტუმბო რაც შეიძლება ახლოს უნდა იყოს იმ წყაროსთან, საიდანაც შეწოვას ახორციელებს. და ბოლოს, თუ ტუმბოში შემავალი სითხის სიჩქარე არ აღემატება 1,5 m/s-ს, შეწოვისას დამატებითი ხახუნის დანაკარგი არ წარმოიქმნება, რადგან სითხის სიჩქარის ზრდასთან ერთად მილსადენსა და აღჭურვილობაში წარმოქმნილი ხახუნის დანაკარგიც იზრდება.

3. მუხლები

მუხლები მილგაყვანილობის ელემენტებია, რომლებსაც სითხის მიმართულების სხვადასხვა კუთხით შესაცვლელად ვიყენებთ. თუმცა მიმართულების ეს ცვლილება სითხის შიდა დინამიკასაც ცვლის და სითხე არათანაბრად იწყებს დინებას. დღეს სხვადასხვა სიმულაციიდან და ნაკადის ანალიზიდან ცნობილია, რომ მუხლში გამავალი სითხე წარმოქმნის არათანაბარ ნაკადს, ქმნის ტურბულენტობას, აზიანებს ტუმბოს მუშა თვალს და იწვევს ვიბრაციას. მუშა თვალის დაზიანების გარდა, ტუმბოში წარმოქმნილი ვიბრაცია საკისრებსა და შემამჭიდროებელზეც იმოქმედებს და ამ კვანძებშიც გამოიწვევს პრობლემებს.

ამ მდგომარეობის თავიდან ასაცილებლად საჭიროა, ტუმბოში შემავალი სითხე თანაბარ ნაკადში იყოს. ამ შემთხვევაში, თუ შესაძლებელია, პრიორიტეტია მილგაყვანილობაში მუხლების არგამოყენება. თუმცა, თუ, როგორც ბევრ სისტემაში, მუხლის გამოყენება გარდაუვალია, ტუმბოს შესასვლელთან თანაბარი ნაკადის უზრუნველსაყოფად მუხლის შემდეგ ტუმბოს შესასვლელამდე უნდა დავამონტაჟოთ სწორი მილის მონაკვეთი, რომლის სიგრძე შეწოვის მილის დიამეტრის მინიმუმ 5-ჯერადი და მაქსიმუმ 10-ჯერადია. ამგვარად, მუხლიდან გამოსული სითხე ამ მონაკვეთის გასწვრივ ნაკადს გაათანაბრებს და ტუმბოში არანაირ პრობლემას არ შექმნის.

4. ტუმბოში სითხე უნდა შედიოდეს და არა ჰაერი!

მილგაყვანილობის კონსტრუქციიდან გამომდინარე, მილსადენების ზოგიერთი ზედა (პიკური) წერტილი ქმნის სიცარიელეებს, სადაც მილგაყვანილობაში მოხვედრილი აირები შეიძლება დაგროვდეს. ამ სიცარიელეებში დაგროვილი აირების ტუმბოში ერთბაშად ან სხვადასხვა დროს მოხვედრა, ტუმბოს შიგნით წნევათა სხვაობის გამო, კავიტაციურ ეფექტს ქმნის და შეიძლება დააზიანოს სითხესთან შეხებაში მყოფი ყველა ნაწილი. ამავდროულად, ამ ჯიბეებში ჰაერის რაოდენობის დროთა განმავლობაში ზრდა და დაგროვება ზღუდავს სითხის გავლას და ტუმბო ვეღარ ახორციელებს საკმარის შეწოვას. ეს კი, ასევე, ამცირებს ტუმბოს მომსახურების ვადას და ავარიებს იწვევს.

მიუხედავად იმისა, რომ მილგაყვანილობაში ჰაერის რაოდენობის ნულამდე დაყვანა შეუძლებელია, შესაძლებელია მისი შემცირება ისეთ დონემდე, რომელიც პრობლემას არ შეგვიქმნის. პირველ რიგში, მილგაყვანილობის დასრულებისას ხაზი ისედაც ჰაერით არის სავსე. მილგაყვანილობაში სითხის მიწოდებამდე აუცილებელია ამ ჰაერის სრულად გამოშვება. ასევე, აქტიურად მოქმედ სისტემაში სარქველებისა და სხვადასხვა აღჭურვილობის მოძრაობით და სითხეში რყევებით შეიძლება წარმოიქმნას ლოკალური დაბალი წნევის ზონები. ეს დაბალი წნევა იწვევს სითხეში, თუნდაც ძალიან მცირე რაოდენობით, გახსნილი ჰაერის გამოყოფას და მის დაგროვებას მილგაყვანილობის ზედა წერტილებში. ეს ჰაერიც გარკვეული ინტერვალებით უნდა მოცილდეს სისტემიდან.

ჰაერის ჯიბეებისგან თავის დასაცავად, პირველ რიგში, მილგაყვანილობაში რაც შეიძლება ნაკლები ზედა წერტილი უნდა დარჩეს. საჭიროების შემთხვევაში, ეს აწევები შეიძლება შესრულდეს მცირე დახრის მქონე გადასვლებით, მილგაყვანილობის სიგრძის გარკვეულწილად გაზრდით. კიდევ ერთი ღონისძიებაა ჰაერის გამოსაშვები სარქველების დაყენება მილგაყვანილობაში, განსაკუთრებით იმ წერტილებში, სადაც დახრა სწრაფად იზრდება ან მცირდება. ამგვარად, საჭიროების შემთხვევაში, ამ სარქველების საშუალებით მილგაყვანილობიდან ჰაერის გამოშვება შესაძლებელია. და ბოლოს, ტუმბოს შეწოვაზე ჰაერის ჯიბის თავიდან ასაცილებლად ყოველთვის უნდა გამოიყენებოდეს ექსცენტრული გადამყვანი, ხოლო შემწოვი მილი უნდა განთავსდეს ტუმბოსკენ აღმავალი დახრით.

5. ტუმბო არ არის მილგაყვანილობის საყრდენი წერტილი.

სამწუხაროდ, ბევრ ობიექტზე ტუმბოს მილგაყვანილობა სათანადოდ არ არის დაყრდნობილი. ზოგ შემთხვევაში ტუმბოებს მილგაყვანილობის საყრდენადაც კი იყენებენ. თუმცა ამან შეიძლება ტუმბოზე ძალიან უარყოფითი შედეგები გამოიწვიოს.

ტუმბოები არის მანქანები, რომლებიც შექმნილია სითხეების ერთი წერტილიდან მეორეში გადასატანად. შესაბამისად, ვინაიდან ტუმბო ამ გადატანას სითხეში წნევათა სხვაობის შექმნით უზრუნველყოფს, წარმოქმნილი წნევა თავად ტუმბოზეც მოქმედებს და ნაწილებზე რადიალური და ღერძული ძალები წარმოიქმნება. ტუმბოს კონსტრუქცია და გამოყენებული მასალები ისეა შერჩეული, რომ გაუძლოს ამ ძალებს და, გარკვეული ტექნიკური მომსახურების პირობებში, მთელი მომსახურების ვადის განმავლობაში უპრობლემოდ შეასრულოს თავისი ფუნქცია. თუმცა, თუ ტუმბოს მილგაყვანილობა საკმარისად არ არის დაყრდნობილი და მილგაყვანილობის მთელი წონა და დროდადრო წარმოქმნილი დაძაბულობები ტუმბოს გადაეცემა, ტუმბოს სითხის გადატუმბვა გათვალისწინებულზე გაცილებით დიდი ძალების ქვეშ უწევს. ანალოგიურად, თუ მილგაყვანილობა სწორად არ არის ცენტრირებული და მისი ელემენტები ერთმანეთს „ძალით“ არის მიერთებული, მილგაყვანილობა ამ დაძაბულობას ტუმბოს ფლანეცს გადასცემს და ტუმბოს კვლავ გარე ძალის ზემოქმედების ქვეშ მოუწევს მუშაობა.

ტუმბოზე მოქმედი ეს გარე ძალები იწვევს ვიბრაციას, ხმაურიან მუშაობას და ხშირ ავარიებს. შესაბამისად, ტუმბოს მომსახურების ვადა მნიშვნელოვნად მცირდება, ტექნიკური მომსახურების ხარჯები კი იზრდება. განსაკუთრებით მაღალტემპერატურული სითხეების მილსადენებში მილგაყვანილობის გაფართოება და შეკუმშვა იწვევს როგორც ვერტიკალურ, ისე ჰორიზონტალურ სიბრტყეში პერიოდულად წარმოქმნილ დატვირთვებს. ასეთი სითხეების სისტემებში მილგაყვანილობა აუცილებლად უნდა იყოს გარედან დაყრდნობილი, ხოლო ტუმბოს შეწოვისა და დაწნევის ფლანეცებზე უნდა დამონტაჟდეს კომპენსატორები, რომლებიც მილგაყვანილობის დატვირთვას შთანთქავს.

6. შეჯამება

• შეამოწმეთ NPSH-ის მნიშვნელობები და შეინარჩუნეთ NPSHm-ის მაღალი მნიშვნელობა.
• განათავსეთ ტუმბო რაც შეიძლება ახლოს იმ წყაროსთან, საიდანაც შეწოვას ახორციელებს.
• არ დაუშვათ შეწოვაზე სითხის სიჩქარის 1,5 m/s-ზე მეტად გაზრდა.
• სწორად განსაზღვრეთ შეწოვისა და დაწნევის მილების დიამეტრები.

• შეძლებისდაგვარად მოერიდეთ მუხლებს.
• თუ მუხლის გამოყენება აუცილებელია, მუხლის შემდეგ ტუმბოს შესასვლელამდე უზრუნველყავით სწორი მონაკვეთი, რომლის სიგრძე შეწოვის მილის დიამეტრის მინიმუმ 5-ჯერადია.
• მილგაყვანილობაში რაც შეიძლება ნაკლები ზედა წერტილი შექმენით.
• მილგაყვანილობის იმ წერტილებში, სადაც დახრა სწრაფად იზრდება ან მცირდება, დააყენეთ ჰაერის გამოსაშვები სარქველები.
• ტუმბოს შეწოვის მილგაყვანილობაში აუცილებლად გამოიყენეთ ექსცენტრული გადამყვანი.
• უზრუნველყავით, რომ ტუმბოს შემწოვი მილი ტუმბოს შესასვლელამდე აღმავალი დახრით მიდიოდეს.
• ტუმბოს შეწოვისა და დაწნევის მილგაყვანილობა ტუმბოსგან დამოუკიდებლად, გარე საყრდენებით დააფიქსირეთ.
• დარწმუნდით, რომ ტუმბოს მილგაყვანილობა სწორად არის ცენტრირებული და ნაწილები მონტაჟისას ძალით არ არის მიერთებული.
• განსაკუთრებით მაღალტემპერატურული სითხეების სისტემებში ტუმბოს ფლანეცებზე გამოიყენეთ კომპენსატორები.