Źle zaprojektowany rurociąg tłoczny, o zbyt dużych oporach przepływu, uniemożliwi uzyskanie założonej wydajności. Natomiast niewłaściwy rurociąg ssawny może być przyczyną pracy pompy w kawitacji i/lub powstania znacznych zaburzeń strumienia cieczy na jej wlocie. Często obserwowanym skutkiem jest zmniejszenie wydajności, obniżenie sprawności, a także hałas, podwyższony poziom drgań i szybkie zużycie łożysk. Jedną z przyczyn może być brak miejsca w pompowni,często jednak powodem są błędy projektowe układu rurociągów.

Poprawne doprowadzenie cieczy do pomp jedno- i dwustrumieniowych

Idealne doprowadzenie cieczy do pompy pokazano na rysunku 1: prosty rurociąg, o długości L ≥ 10DL za kolanem, zaworem lub innym oporem hydraulicznym, ze zwężką przyspieszającą (konfuzorem).

Niestety, takie rozwiązanie spotyka się bardzo rzadko ze względu na nagminny brak miejsca w pompowniach. Niezależnie od warunków lokalnych należy jednak bezwzględnie przestrzegać prostych zasad, wynikających z wieloletniej praktyki eksploatacyjnej tysięcy instalacji pompowych.

Na rysunkach 2…5 pokazano, ujęte w normach [1], [2] i poradnikach pompowych [3], [4], zasady kształtowania rurociągów ssawnych dla pomp jednostrumieniowych. Można sformułować następujące ogólne zalecenia dotyczące kształtowania rurociągów ssawnych:

• jeśli przed pompą znajduje się zawór albo jedno lub dwa kolana w jednej płaszczyźnie (analogicznie jak na rys. 3a) oraz zwężka przyspieszająca (rys.1; rys. 2, poz. 4), to: - dla kolan o dużym promieniu (łuków) L ≥ 5D - dla kolan o małym promieniu L ≥ 8D

• jeśli przed pompą znajdują się dwa kolana w płaszczyznach prostopadłych (rys. 3b), to: - dla kolan o dużym promieniu L ≥ 10D
- dla kolan o małym promieniu L ≥ 16D

• jeśli podane długości są mniejsze, należy zastosować kolano z żebrem kierującym (rys. 4),

• w przypadku braku miejsca, zwłaszcza dla pomp pionowych, można zastosować kolano konfuzorowe (rys. 5), zwiększające przynajmniej dwukrotnie prędkość przepływu,

• w każdym przypadku krótkich (o długościach granicznych) odcinków L, warto zastosować konfuzor (zwężkę przyspieszającą ciecz) bezpośrednio przed króćcem ssawnym.

Średnice poszczególnych elementów rurociągu ssawnego (poza średnicą wylotową konfuzora) należy dobierać tak, aby prędkość przepływu nie przekraczała wartości csmax = 1,5…2,0 m/s dla pomp pracujących ze ssaniem i csmax = 3,0 m/s dla pomp pracujących z napływem.

Analogicznych zasad należy przestrzegać w przypadku pomp dwustrumieniowych (rys. 6…11). Ze względu na konstrukcję tych pomp, napływ cieczy na obie połówki wirnika jest z zasady niezbyt równomierny. Należy więc unikać rozwiązań wprowadzających dalsze zaburzenia przepływu; w szczególności kolano przed pompą powinno się znajdować w płaszczyźnie symetrii pompy (rys. 6, 7, 8a), nie zaś w płaszczyźnie do niej prostopadłej (rys. 8b). Można też zastosować rozwiązania pokazane na rysunkach 9, 10 lub – w braku innych możliwości – na rysunku 11.W przypadku dwóch kolan w płaszczyznach prostopadłych i zbyt krótkiego odcinka prostego rury, należy zastosować kolano z żebrem (rys. 9) lub co najmniej zwężkę przyspieszającą (konfuzor) (rys. 7).

W przypadku drastycznego braku miejsca należy zastosować specjalne kolano z kierownicą, złożoną z wielu łopatek kierujących (z kierownicą łopatkową), co pokazano na rysunku 11.

W przypadku pomp włączonych równolegle między dwa kolektory (rys. 12) najlepsze rozwiązanie polega na stopniowaniu średnic rur tworzących kolektory, w celu zachowania jednakowych prędkości dopływu do każdej z pomp. Jest to jednak rozwiązanie stosowane niezmiernie rzadko.

Cały artykuł został opublikowany w nr 2/2019 magazynu Pompy, Pompownie.