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脉冲振动和水锤及其控制

了解脉冲振动和水锤及其控制

UNDERSTANDING PULSATION AND WATER HAMMERCONTROL

如何控制振动和水锤

脉冲阻尼(PULSATION DAMPENING

当液体在流动中突然受阻,在系统中将会形成浪涌,这种浪涌通常也被称为“水锤”,其动能换算成压力,能够达到系统工作压力的6倍,对系统的仪表、泵、管道、过滤器和阀门造成损坏。如果没有防止浪涌的装置,冲击波将会沿着管道传回到泵上,然后返回,一直来回振荡直到压力随着管道摩擦力的损耗或者系统设备的故障才消失。

快速关闭阀门、浪涌、泵启动和停止是产生水锤的几个主要原因。可以把快速关闭阀门改成在1-1.5秒内关闭,因为快速关闭阀门可能会因大量快速流动的液体被突然停下来而产生强烈的水锤。泵的启动也是使运动中的液体突然被停下来,在泵启动时,管道中的处于静止的液体被突然加速,泵送出的液体遇到管道中静止的液体,就又一次产生了冲击波。在泵出口装一个SENTRY®浪涌抑制器,就能提供一个蓄能容积来吸收液体的加速度并防止出现压力尖峰。当浪涌进入抑制器时,内部的气体受压缩,液体得到储存,冲击波也同时被吸收。当系统达到稳定的流速时,压缩气体也慢慢释放压力,将储存的液体的流回到系统中。

当泵无论是由于故障还是正常停机,液体由于惯性继续向前运动,泵出口处就会形成一个真空,当液体由于管道的摩擦停了下来,液体通常又会反向流回泵出口处,回流的液体会猛烈撞击泵的出口单向阀,形成了水锤的压力尖峰。单纯依靠流体及管路系统的设计,还是会形成低压引起水锤。

入口(吸液)稳定器(INLET (SUCTION)STABILIZATION

泵的供液量不足会影响泵的使用效率。由于摩擦力、加速度和水头损失的不平衡会引起“空穴”,因为进液阀的打开和关闭引起的高频率的压力波动也使得往复泵的工况变得更加复杂。在进液压力较高的情况下,进液单向阀的打开和关闭会形成水锤,增加对管道和泵的损坏并影响出液系统的效率。

如果是提升吸入和水平吸入,泵的进液单向阀实际上会减小进液压力,由于管道中不能完全充满液体造成的“空穴”也会使泵不能达到足够的流量。另外,空穴现象也会使泵部件的寿命变短。安装于泵进液口处的SENTRY®吸入稳定器可作为蓄能器,在每个吸入冲程中能够减小压力波动和使泵头充满液体。在吸入扬程较高的场合,为避免泵的每个吸入冲程不吸空,吸入稳定器的安装就显得尤为重要了。吸入稳定器能够时刻保证进液量,当泵行程转换时,液体流入吸入稳定器,然后在进液阀重新打开时流出,维持压力和流量的稳定,*大可能避免空穴现象。

热膨胀(THERMAL EXPANSION

许多液体在温度变化时体积也会改变,当温度升高,液体发生膨胀,在封闭或循环的系统中就可能导致压力升高并超出安全范围。压力的升高可能引起管子和连接处的破裂,损坏在线仪表,胀破安全阀并污染周围环境。安装于管道中的热膨胀装置能吸收膨胀的液体,消除压力升高造成的危险。

 

蓄能器、能量补偿、液体补充和输送受阻(ACCUMULATORS,AUXILIARY ENERGY, FLUID MAKE-UP & TRANSFER BARRIER)

系统中流动的液体能在循环工作的某一过程被储存,并在另一过程中由于打开(或关闭)阀门或系统压力的变化而得到释放。SENTRY®蓄能器能用来维持工作过程压力平稳和其他用途的液体储存,例如过滤器反冲洗或液体取样。

如果液体不能混合,系统却需要将压力从一边传递到另一边的情况下,蓄能器也能用来传递压力。蓄能器安装在管线中,被气囊被隔开的两种不同的液体从两端进入,当一种液体的压力增加时,则朝另一种液体方向推动气囊,将增加的压力进行传递。

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