Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

6. szám - Fáy Csaba: Instabil jelenségek centrifugál szivattyúk párhuzamos üzemében

Hidrológiai Közlöny 1969. 5. sz. 254 Instabil jelenségek centrifugál szivattyúk párhuzamos üzemében FÁY OSABA* Egy kisebb vízműben több párhuzamosan kapcsolt centrifugál szivattyúval emelték ki a kutakból a vizet és nyomták egy gyűjtőtárolóba. A telep vázlatos elrendezését az 1. ábrán látni. A két kút bármelyikét lehetett bármelyik szivattyúval szívatni, mert a két kúttól a telepre beérkező szívócsövek három-három leágazással csatlakoztak a szivattyú szívócsonkján levő nadrágcső egyik-egyik ágára felszerelt szívó tolózárhoz. A telep üzeme mindaddig zavartalan volt, amíg csak egy szivattyú szívott egy kutat, akkor is, ha két szivattyú üzemelt, de nem azonos kutat szívtak. Akkor se volt baj, ha egyetlen szivattyú szívta egyszerre a két kutat. Ha azonban két szivattyúval akartak egyetlenegy kutat szívatni — erre a kút vízhozama lehetőséget adott — érdekes jelenséget tapasztaltak: az indulás után az üzem zavartalan volt, de kb. félóra múlva az egyik szivattyú elkezdett melegedni, a vízszállítás pedig csökkent. A szivattyú melegedése azonban nem haladta meg a 45—50 °C-t. A hiba keresése során vizsgáltuk a szivattyúk szívóképességét, a szivattyúk jelleggörbéit ismételten megmértük, de nem sikerült az instabilitást kiküszöbölni. A telep fel volt szerelve viszont a szivattyúk indításához vákuum rendszerrel, s a vákuumcsap megnyitásakor megszűnt a szivattyú melegedése, de elzárása után félórával újra kezdődött. Ha a jelenséget kiküszöbölni nem is sikerült, magyarázatát meg lehetett találni, s ez egyben útmutatás arra is, hogyan lehet az ilyet tervezéskor megelőzni. Mindenek előtt a szivattyúk szerkezetét vizsgáltuk. A centrifugál szivattyúkban rendszerint ún. zárt lapátkerék van, ami annyit jelent, hogy a lapátkerék két tárcsája között vannak a lapátok elhelyezve. Az adott esetben azonban ún. nyitott lapátkerék volt a szivattyúban, ami annyit jelent, hogy a tengelyen levő kerékaggyal közös tárcsáról állnak előre a lapátok, de elöl (a szívócsonk felől) nincsenek tárcsával lezárva, hanem a forgó lapátok és az álló szívófedél között viszonylag kis rés van, ami az elforgást súrlódásmentesen teszi lehetővé. Ezeket a nyitott lapátkerekű szivattyúkat sokat vizsgálták az elmúlt évtizedekben, de nem figyeltek fel a párhuzamos kapcsolás szempontjából ked* Diósgyőri Gépgyár. vezőtlen tulajdonságukra. A párhuzamos kapcsoláskor ugyanis igen lényeges követelmény, hogy a szivattyúk lezárt állapotában létesített szállítómagassága egybeessék, mert ha nem esik egybe, a telep szállítómagasság növekedésekor az egyik szivattyú vízszállítása előbb szűnik meg mint a másiké. A nyitott lapátkerekű szivattyúk zárási pontjában a szállítómagasság viszont függ a lapát és fedél közötti résmérettől. Ha a szivattyú zárási szállítómagassága H

z [m], a járókerék külső kerületi sebessége u

2 [m/s], nyomásszáma pedig y>

z — 2(jH

z\u\ (ahol g a nehézségi gyorsulás), akkor a zérus rés esetén mérhető ip

zo zárási nyomásszám, illetve b lapátszélesség mellett növekvő s rés esetén a tényleges zárási nyomásszám: Vz= Vzo-s/b Ebben az összefüggésben természetesen ip

zf

) mérési sorozatból extrapolált érték. Több különféle méretű járókerékkel [1, 2, 3] végzett mérés igazolta 2. ábra. Leegyszerűsített kapcsolás. A 4. ábra az A elágazás és B csőkötés közötti szakaszra vonatkozó jelleggörbe szerkesztést mutatja be Fig. 2. Accouplage simplifié. la figure 4, montre la construction de la courbe caractéristique pour le tronfon entre la bifurcation A et Vaccouplement de tubage B fenti összefüggés érvényességét. Vagy szállítómagasság formára átírva: <5 l'

2 lz 0Hz = HzO — X b 2 g Mivel a méret értéke bizonyos határok között változik a gyári szerelési utasítás megengedte határok között, ez eleve zárási nyomás eltérést okozhat egyforma szivattyúk között. A zárási nyomás eltérés : AH

z = As 2gb [m] 1. ábra. A vízmű csőkapcsolási vázlata Fig. 1. Schéma de Vassemblage des tuyaux de la station d'eau ahol As a rés szélesség szórása. Az adott esetben az eltérést a két szivattyú jelleggörbéje jól szemlélteti (3. ábra). A második lehetőség a két párhuzamosan kapcsolt szivattyú eltérései helyett a csatlakozó csőrendszer eltéréseit vizsgálni. A 2. ábrán vázlatosan felrajzolva a közös szívó és nyomócső szakaszt,