Cara Kerja Pompa Sentrifugal Submersible dan Impeller

Pompa sentrifugal submersible menggabungkan motor listrik dan tahap hidrolik sentrifugal dalam satu unit yang dirancang untuk beroperasi di bawah permukaan cairan. Susunan ini menghilangkan banyak batasan isap dan memungkinkan pompa mendorong air ke atas dari sumur, tangki, bak penampung, reservoir, dan sistem proses.

Impeler adalah inti dari kinerja. Diameter, bentuk sudu, lebar saluran, kecepatan putar, dan hubungannya dengan rumah pompa menentukan bagaimana energi ditransfer ke cairan. Memahami dasar-dasar ini membantu pembeli membandingkan pompa impeler submersible, pompa sumur sentrifugal, dan desain pompa air submersible lainnya.

Air masuk di dekat pusat, atau mata, impeler yang berputar. Sudu mempercepat air ke luar. Difuser atau volute di sekitarnya kemudian mengubah sebagian dari kecepatan ini menjadi tekanan. Dalam pompa satu tahap, ini terjadi sekali. Dalam pompa multi-tahap, air melewati serangkaian impeler dan difuser, menambahkan head di setiap tahap.

Motor memasok daya poros, sementara rakitan hidrolik menentukan aliran, head, dan efisiensi. Kerugian terjadi di motor, bantalan, segel, jalur kebocoran internal, dan saluran hidrolik. Efisiensi keseluruhan mencerminkan hasil gabungan.

Pompa permukaan harus menciptakan daya angkat isap dan menjaga jalur isap tetap terisi. Pompa sentrifugal submersible dimulai dengan air yang sudah mengelilingi salurannya. Ini mengurangi masalah pengisian dan menurunkan risiko kavitasi yang disebabkan oleh daya angkat isap yang berlebihan.

Operasi terendam tidak menghilangkan setiap risiko masukan. Submergensi yang tidak memadai dapat menciptakan pusaran dan menarik udara. Saluran masuk yang terbatas, suhu yang berlebihan, atau geometri bak penampung yang buruk masih dapat mengurangi tekanan yang tersedia dan menyebabkan operasi yang tidak stabil.

Impeler tertutup memiliki penutup depan dan belakang di sekeliling sudu. Impeler ini umum pada pompa air bersih dan dapat memberikan efisiensi yang baik. Jarak celah internalnya yang sempit membuatnya kurang toleran terhadap padatan besar.

Impeler semi-terbuka memiliki satu penutup dan dapat menangani beberapa material tersuspensi sambil memungkinkan penyesuaian celah dalam desain tertentu. Impeler terbuka memberikan akses yang lebih luas ke sudu dan mungkin cocok untuk cairan yang mengandung lebih banyak padatan, meskipun efisiensi dan perilaku keausan bergantung pada geometri spesifik.

Impeler pusaran menciptakan medan aliran berputar sambil membatasi kontak langsung antara padatan besar dan impeler. Impeler saluran non-penyumbat menggunakan saluran lebar untuk air limbah. Impeler aliran campuran dan aliran aksial digunakan ketika aliran yang sangat tinggi diperlukan pada head rendah atau sedang.

Desain yang tepat tergantung pada cairannya. Impeler air bersih dengan efisiensi tinggi dapat cepat rusak dalam lumpur abrasif, sementara impeler air limbah dengan saluran lebar dapat mengonsumsi lebih banyak energi daripada yang diperlukan dalam tugas air bersih.

Pompa air sentrifugal submersible satu tahap sering digunakan untuk drainase, sirkulasi, transfer, atau aplikasi head sedang. Pompa sumur sentrifugal umumnya menggunakan banyak tahap karena sumur dalam memerlukan head yang substansial dalam diameter yang sempit.

Penambahan tahap meningkatkan head, tetapi juga meningkatkan panjang, jumlah komponen, dan sensitivitas terhadap keausan abrasif. Untuk pemilihan sumur dalam, jumlah tahap harus ditentukan dari tugas yang diperlukan daripada dipilih hanya dari kedalaman sumur nominal.

Kurva head-aliran menunjukkan bagaimana head menurun seiring meningkatnya aliran. Kurva efisiensi mengidentifikasi titik efisiensi terbaik dan rentang di sekitarnya. Kurva daya menunjukkan daya yang diserap, sementara kurva NPSH dapat disediakan untuk desain yang relevan.

Pilih pompa pada head dinamis total aktual. Ini termasuk angkat vertikal, tekanan keluar, dan kerugian gesekan. Titik tugas yang terlalu dekat dengan penutupan dapat menyebabkan resirkulasi internal, panas, gaya radial, dan getaran. Operasi yang terlalu jauh ke kanan dapat membebani motor atau menciptakan kondisi masukan yang tidak menguntungkan.

Jangan pernah menggabungkan aliran maksimum dan head maksimum seolah-olah itu adalah satu titik operasi. Mereka adalah titik akhir yang terpisah. Minta kurva untuk impeler, jumlah tahap, kecepatan, dan frekuensi yang ditawarkan.

Untuk geometri pompa yang sama, aliran berubah kira-kira sebanding dengan kecepatan, head berubah kira-kira dengan kuadrat kecepatan, dan daya berubah kira-kira dengan kubik kecepatan. Hubungan ini menjelaskan mengapa pengurangan kecepatan sedang dapat menghemat energi dalam sistem aliran variabel.

Sistem aktual dan efisiensi pompa mempersulit hasil, sehingga drive frekuensi variabel harus diterapkan menggunakan batas produsen. Pendinginan motor minimum, perilaku bantalan, resonansi, efek kabel, dan wilayah operasi yang diizinkan harus dipertimbangkan.

Besi cor menawarkan kekuatan dan nilai untuk banyak aplikasi air bersih dan industri. Baja tahan karat meningkatkan ketahanan korosi dalam cairan yang sesuai. Perunggu, baja tahan karat dupleks, polimer rekayasa, dan paduan yang dikeraskan melayani kondisi yang lebih khusus.

Efisiensi sebagian bergantung pada celah yang rapat antara bagian yang berputar dan stasioner. Partikel abrasif memperbesar celah ini dan meningkatkan kebocoran internal. Pompa dapat terus berjalan sambil memberikan head dan aliran yang semakin berkurang. Cincin aus atau pelat aus yang dapat diganti dapat mengembalikan kinerja tanpa mengganti rumah pompa lengkap.

Banyak motor submersible mentransfer panas ke air di sekitarnya. Motor sumur dalam mungkin memerlukan kecepatan aliran minimum di sepanjang permukaan motor. Dalam sumur berdiameter besar, tangki, atau reservoir terbuka, selongsong aliran dapat mengarahkan air melewati motor untuk menjaga pendinginan.

Sensor termal, relai beban berlebih, perlindungan kehilangan fasa, perlindungan lari kering, dan sensor kelembaban membantu mencegah kerusakan. Skema kontrol harus sesuai dengan ukuran motor, tingkat kekritisan operasi, dan konsekuensi kegagalan.

Kavitasi terjadi ketika tekanan lokal turun cukup untuk membentuk dan pecahnya gelembung uap. Gejalanya dapat berupa kebisingan, getaran, penurunan kinerja, dan kerusakan impeler. Entrainment udara dapat menghasilkan ketidakstabilan yang serupa.

Pertahankan submergensi masukan yang memadai, hilangkan hambatan, hindari aliran pendekatan yang tajam, dan pastikan pompa dipasang secara vertikal atau horizontal hanya jika diizinkan. Pemasangan sumur dalam harus mempertimbangkan penurunan muka air, tingkat air musiman, hasil sumur, dan posisi pompa di atas dasar sumur.

Gunakan pompa sumur sentrifugal multi-tahap untuk lubang bor dalam dan pengangkatan air bersih head tinggi. Gunakan pompa sentrifugal submersible gaya drainase untuk bak penampung, air konstruksi, dan transfer umum. Pilih hidrolik air limbah di mana terdapat padatan besar atau berserat. Pertimbangkan pompa aliran campuran atau aliran aksial untuk tugas head rendah volume besar.

Dalam setiap kasus, sesuaikan aliran, head, cairan, suhu, dimensi pemasangan, catu daya, dan jadwal operasi. Istilah submersible menggambarkan lingkungan pemasangan; itu tidak mendefinisikan satu desain hidrolik universal.

Sediakan aliran, head dinamis total, komposisi cairan, padatan, suhu, dimensi sumur atau bak penampung, tingkat air minimum dan maksimum, ukuran dan panjang pipa buang, jumlah fitting, catu daya, orientasi pemasangan, jam kerja yang diharapkan, panjang kabel, dan persyaratan kontrol.

Untuk sumur, tambahkan diameter casing, kedalaman total, tingkat air statis, tingkat air pemompaan, hasil sumur, posisi saringan, kandungan pasir, dan kedalaman pengaturan pompa yang diperlukan.

Pompa impeler submersible bekerja dengan mengubah daya motor menjadi kecepatan cairan dan kemudian tekanan. Pemilihan yang andal bergantung pada lebih dari sekadar kilowatt motor atau diameter keluar. Dengan mencocokkan jenis impeler, jumlah tahap, kurva kinerja, bahan, susunan pendinginan, dan rentang operasi dengan sistem nyata, pembeli dapat mencapai aliran yang stabil, penggunaan energi yang lebih rendah, dan masa pakai yang lebih lama.

Penurunan aliran tidak selalu berarti motor rusak. Kemungkinan penyebabnya termasuk penurunan permukaan air, rotasi terbalik pada motor tiga fasa, celah aus, saluran masuk tersumbat, katup tertutup sebagian, kerak pipa, entrainment udara, atau perubahan head sistem. Bandingkan pengukuran operasi saat ini dengan data komisioning sebelum membongkar pompa.

Impeler dapat rusak oleh kavitasi, korosi, abrasi, atau benturan puing. Kerusakan yang tidak merata menciptakan ketidakseimbangan hidrolik dan getaran. Memulihkan hanya motor sambil membiarkan bagian hidrolik yang aus tidak berubah dapat mengembalikan pompa ke layanan tanpa mengembalikan kapasitasnya.