遠心ポンプのエアロックの原因と予防策;エアロックとキャビテーションの違い。

重要な流体輸送装置である遠心ポンプは、その効率的で信頼性の高い動作により、工業生産の安定性に不可欠です。ただし、エアロックは多くの場合、ポンプの性能低下を引き起こしたり、正常な起動を妨げたりすることがあります。エアロックは、ポンプ内の局所的な領域にガスが蓄積することによって引き起こされる流体力学の問題であり、通常、流体の流れの中断とポンプ能力の損失として現れます。エアロックは実際の用途では比較的一般的ですが、キャビテーションと間違われることがよくあります。この問題をより深く理解し、対処するために、この論文ではエアロックの原因とキャビテーションとの本質的な違いを体系的に分析し、効果的な予防策を提案します。

 

 

• 遠心ポンプのエアロックの原因

遠心ポンプのエアロックの原因 エアロックはポンプ室内にガスが蓄積し、正常な液体の流れが妨げられることで発生します。主な原因は次のとおりです。

 

1. ポンプからのガスの除去が不完全

遠心ポンプを始動する前は、ポンプ内にある程度のガスが残る場合があります。このガスが始動時に完全に除去されないと、ポンプ内の高い位置またはインペラ付近に蓄積し、エアロックが形成されます。これは、最初の起動時またはシャットダウン後の再起動時に特によく発生します。

2. 不適切な吸入管設計

サクションパイプの設計はエアロックの形成に大きな影響を与えます。吸込管内に高い箇所があると、そこにガスがたまりポンプ室内に侵入しやすくなります。また、配管が長すぎたり、配管径が不足したりすると、液体の流速が低下し、ガスが沈殿・滞留しやすくなります。

3. 液体中の溶存気体の沈殿

ポンプ内の局所圧力が溶存ガスが沈殿する圧力を下回ると、溶存ガスは気泡として沈殿します。これらの気泡はポンプ内に蓄積し、最終的にエアロックを形成する可能性があります。

4. 不正な操作

不適切な操作によりエアロックが発生する可能性もあります。たとえば、ポンプを始動する前に十分なプライミングを実行しなかったり、ポンプの運転中にサクションバルブを突然閉じたりすると、ガスがポンプに入りエアロックが形成される可能性があります。

5. ポンプの設置高さが高すぎる

ポンプが吸引ラインの許容吸引ヘッドを超える高さに設置されている場合、負の吸引圧力によりガスが沈殿して蓄積し、エアロックが発生する可能性があります。

 

• エアロック防止対策

エアロックを効果的に防止するには、次の対策を講じることができます。

 

1. 吸入パイプライン設計の最適化

吸入パイプラインの設計では、できるだけ高い箇所を避け、流速の低下によるガス放出の可能性を減らすために、パイプラインが短く、真っ直ぐで、十分に大きな直径を持つようにする必要があります。

2. 徹底的な排気

ポンプを始動する前に、排気バルブを通してポンプ本体からすべてのガスを完全に除去し、ポンプが液体で満たされていることを確認してください。また、ポンプ運転中は定期的に点検し、溜まったガスを除去してください。

3. ポンプ設置高さの制御

ガス放出につながる過剰な吸引負圧を避けるために、ポンプの設置高さは許容吸引ヘッドの範囲内である必要があります。

4. 運用手順の改善

オペレーターはポンプの始動と操作の操作手順に厳密に従ってください。たとえば、始動前にサクションバルブが完全に開いていることを確認し、サクションバルブを急に閉じないようにしてください。

5. アンチエアロックデバイスを使用する-

特定の危機的な状況では、自動排気バルブまたはその他のエアロック防止装置をポンプの高い位置に取り付けて、ポンプからガスを自動的に除去し、エアロックを防ぐことができます。{0}

 

• エアロックとキャビテーションの違い

エアロックとキャビテーションは、その発現においていくつかの類似点を共有していますが、それらの原因と作用メカニズムは大きく異なります。

 

1. さまざまな原因

エアロックは、ポンプ内の局所的な領域にガスが蓄積し、液体の流れを妨げることによって発生します。一方、キャビテーションは、ポンプ内の局所圧力が液体の蒸気圧を下回ると発生し、液体が蒸発して気泡が形成されます。これらの気泡が高圧領域で破裂するとエネルギーが放出され、機器の損傷につながります。-

2. さまざまな影響を受ける地域

エアロックは通常、ポンプ室内の高い位置またはインペラ近くで発生し、主に液体の流れに影響を与えます。キャビテーションは主にインペラ入口またはその他の低圧領域で発生し、その破壊的な影響は主に気泡の破裂による機器表面の衝撃や浸食として現れます。-

3. さまざまな症状

エアロックの主な症状は、ポンプ流量の減少またはポンプ能力の完全な喪失です。キャビテーションは、ポンプ性能の低下を引き起こす可能性があることに加えて、インペラブレード表面の浸食や摩耗を伴うポンプの騒音や振動の増加としても現れます。

4. さまざまな治療法

エアロックの主な処理方法は、排気バルブを介してガスを排出するなどして、ポンプからガスを除去することです。キャビテーションに対処するには、ポンプの設置高さを低くする、ポンプの速度を下げる、インデューサを追加する、ブースターポンプを設置するなど、ポンプの吸入圧力を高める必要があります。

 

遠心ポンプにおけるエアロックの発生は、ポンプ内のガスの蓄積と密接に関係しています。その原因には、ポンプ室からのガ​​スの除去が不完全であること、吸引パイプラインの不適切な設計、液体からの溶存ガスの析出などが含まれます。エアロックは、適切な吸入パイプラインを設計し、適切な通気を確保し、ポンプの設置高さを制御することで効果的に回避できます。エアロックとキャビテーションは、その発現にはいくつかの類似点がありますが、その原因と作用メカニズムは大きく異なります。遠心ポンプの信頼性の高い動作を確保するには、エアロックとキャビテーションを正しく区別し、対象を絞った予防および改善措置を講じることが重要です。

上記の分析と文献のサポートに基づいて、この論文は、遠心ポンプのエアロック問題を理解して解決するための包括的な理論的基礎と実践的なガイダンスを提供し、関連分野の研究および工学的応用への参考を提供することを望んでいます。