Finalidade e função do diâmetro de entrada e saída da bomba de água, reduzindo a instalação

A alteração do diâmetro de entrada e saída da bomba d'água é um aspecto técnico importante no projeto do sistema de bomba d'água. Seu objetivo é garantir um fluxo de água suave, garantir a margem de cavitação, evitar a cavitação, melhorar a eficiência de entrega e garantir que a bomba d'água opere em um estado bom e estável.

1. Adaptabilidade da vazão e velocidade

A vazão (Q) de uma bomba d'água está diretamente relacionada à sua velocidade (v): Q=A × v (onde A é a área-da seção transversal do tubo). Quando a vazão de saída da bomba é fixa, a velocidade permanecerá constante se os diâmetros dos tubos de entrada e saída permanecerem inalterados. No entanto, na engenharia prática, a saída da bomba muitas vezes precisa ser conectada a uma tubulação de distribuição de longa-distância, enquanto a entrada pode ser conectada a um dispositivo de armazenamento de água ou equipamento a montante. Através do projeto de redução de diâmetro, o diâmetro do tubo pode ser reduzido na saída para aumentar a velocidade (aumentando a capacidade de entrega) e o diâmetro do tubo pode ser aumentado na entrada para reduzir a velocidade (reduzindo a resistência de sucção). Por exemplo, num sistema de circulação de água industrial, depois de o diâmetro do tubo de saída da bomba ter sido reduzido de DN200 para DN150, a velocidade aumentou de 1,5 m/s para 2,7 m/s, melhorando a eficiência de entrega em 30%, evitando a sedimentação causada por velocidade insuficiente.

2. Mecanismo de compensação de perda de pressão

Quando o fluido é transportado em uma tubulação, a perda de pressão (ΔP) ocorre devido ao atrito e à resistência local (como cotovelos e válvulas). De acordo com a fórmula de Darcy, ΔP é proporcional ao quadrado da velocidade do fluxo. Se os diâmetros dos tubos de entrada e saída da bomba forem iguais, a pressão terminal poderá ser insuficiente quando o sistema exigir transporte-de longa distância ou passar por vários elementos de resistência. Ao reduzir o diâmetro de saída, a velocidade do fluxo pode ser aumentada mantendo a mesma vazão, e a perda de pressão pode ser compensada automaticamente pela curva característica da altura manométrica da bomba. Tomando como exemplo um projeto de irrigação agrícola, o projeto original utilizava uma tubulação DN100 para transportar uma vazão de 50 m³/h a uma distância de 300 metros, com pressão terminal de apenas 0,2 MPa; após a mudança para um redutor de diâmetro de saída DN80, a pressão terminal aumentou para 0,35 MPa, atendendo aos requisitos de irrigação por aspersão.

3. Prevenção da cavitação

When a water pump is running, the water pressure in the suction pipe decreases, and gases dissolved in the water may be released. If there is a backslope or localized rise in the suction pipe, air pockets can form. Accumulated air pockets may enter the pump body as larger air bubbles, affecting the pump's flow rate and head performance, and causing vibration and impeller damage, similar to cavitation damage. Therefore, prevention is necessary.Avoiding localized rises in the pipe and adopting a reasonable pipe layout and slope can effectively prevent the formation of air pockets in the pump's suction pipe.

4. Flexibilidade de correspondência do sistema

Os diâmetros dos tubos de entrada e saída da bomba de água devem corresponder às dimensões da interface dos equipamentos a montante e a jusante (como tanques de armazenamento, válvulas e instrumentos). O projeto de diâmetro variável pode resolver o problema de dimensões de interface inconsistentes entre diferentes equipamentos, evitando vazamentos ou dificuldades de instalação causadas por conexões forçadas. Por exemplo, a entrada da bomba de reforço de uma estação de tratamento de esgoto precisa ser conectada a uma tela de barra DN300 e a saída precisa ser conectada a um tanque de aeração DN250. Uma junta redutora-personalizada (DN300×DN250) proporcionou uma conexão perfeita, encurtando o período de construção em 40%.

5. Balanço de custos e eficiência energética

Do ponto de vista econômico, tubos de-diâmetro grande são mais caros, mas têm menor resistência, enquanto tubos de-diâmetro pequeno são mais baratos, mas têm maior resistência. O projeto de diâmetro variável permite o uso de diâmetros de tubulação apropriados em seções críticas (como entradas e saídas de bombas), equilibrando o investimento inicial e o consumo de energia operacional. Tomando como exemplo o sistema de água de ar condicionado de um complexo comercial, o projeto original usava tubos DN250, com um custo anual de energia de 120.000 yuans; depois de mudar para um esquema de diâmetro variável com tubos DN300 importados e tubos DN250 exportados, o custo anual de energia foi reduzido para 90.000 yuans, e o custo da modificação dos tubos pode ser recuperado em 3 anos.

Em resumo, a instalação de diâmetro variável na entrada e saída da bomba d'água não só melhora a eficiência operacional da bomba d'água, mas também reduz efetivamente a pulsação e o ruído do fluxo de água, fornecendo proteção adicional para a bomba d'água e a tubulação.