Regulacja upustowa polega na upuście części cieczy, tłoczonej przez pompę, przez dodatkowy rurociąg upustowy (bajpas), wyposażony w zawór regulacyjny (zawór upustowy Zu). Przy zamkniętym zaworze Zu pompa pracuje w punkcie pp1 z wydajnością Q1. Po otwarciu zaworu upustowego punkt pracy pompy przesuwa się do pp2, a pompa pracuje z wydajnością Q2. Część tłoczonej cieczy płynie do układu Quk, a część Qzu kierowana jest przez rurociąg upustowy na wlot do pompy lub do zbiornika na ssaniu, patrz rys.1.
Zastępczą charakterystyką układu, krzywa Quk+Qzu, obliczamy jako sumę równoległą charakterystyki rurociągu Quk i zaworu upustowego Qzu.
Należy zauważyć, że charakterystyka zastępcza, podczas regulacji, przemieszcza się w dół, co powoduje przesuwanie się punktu pracy z pp1 do pp2, w prawo na charakterystyce przepływu pompy. Mimo, że wydajność pompy rośnie, przepływ przez układ maleje z Q1 do Quk. Tak więc regulacja możliwa jest tylko „w dół”, poniżej wydajności Q1.
Rys.1. Zasada regulacji upustowej
Zu - zawór upustowy Qzu - charakterystyka zaworu upustowego (przepływ przez zawór upustowy) Quk - charakterystyka układu (przepływ do układ) Quk + Qzu - charakterystyka układu z upustem (przepływ przez pompę) pp1 - punkt pracy układu baz upustu pp2 - punkt pracy układu z upustem Q1 - wydajność bez upustu Q2 - wydajność pompy z upustem Hg - geometryczna wysokość podnoszenia H1 - wysokość podnoszenia pompy bez upustu H2uk - wysokość podnoszenia pompy z upustem
Moc tracona na zaworze upustowym, czyli moc regulacji upustowej (żółty prostokąt, rys.2 i 3 ), określona jest wzorem 1.
P_R = {Q_{zu} \cdot H_{2uk} \cdot \rho \cdot g \over \eta \cdot \eta_s} (1)
PR - moc strat regulacji Qzu - przepływ przez zawór upustowy H2uk - wysokość podnoszenia pompy z upustem ρ - gęstość η - sprawność pompy ηs - sprawność silnika
Przemieszczanie się punktu pracy powoduje zmiany mocy pobieranej przez silnik napędowy. W przypadku typowego przebiegu charakterystyki mocy dla pompy odśrodkowej, regulowanie upustowe wydajności układu od Q1 do Quk, odwrotnie jak to miało miejsce przy regulacji dławieniowej, powoduje wzrost poboru mocy o ΔP, patrz rys.2.
Rys. 2. Zmiana parametrów pracy pompy odśrodkowej
W przypadku typowego przebiegu charakterystyki mocy dla pompy śmigłowej, regulowanie upustowe wydajności układu od Q1 do Quk, powoduje spadek poboru mocy o ΔP, patrz rys.3.
Rys. 3. Zmiana parametrów pracy pompy śmigłowej
Oceny jakości pracy układu z regulacją upustową można dokonać, podobnie jak dla regulacji dławieniowej, na podstawie przebiegu krzywej zużycia jednostkowego energii (linia przerywana, rys.2 i 3). Jednak w tym przypadku przebieg krzywej energii jednostkowej nie jest jedynie funkcją kształtu charakterystyki mocy pompy, lecz także zależy od charakterystyki układu. Krzywą tą obliczamy przez podzielenie mocy elektrycznej, pobieranej przez pompę, przez przepływ za upustem, wzór 2.
e_{dl} = {P_{el2} \over Q_{uk}} (2)
Pel2 - moc pobierana przez pompę Quk - wymagany przepływ za upustem.
Rys. 4. Straty energii hydraulicznej przy stromej charakterystyce układu
W układzie o stromej charakterystyce, rys. 4b, regulacja przepływu z Q1 do Quk, powoduje większy spadek wysokości podnoszenia pompy niż w układzie o płaskiej charakterystyce rys. 4a. Obniżenie wysokości podnoszenia pompy wymuszane jest przez zwiększenie przepływu przez zawór upustowy, porównaj wartości Qzu na rys. 4a i 4b.
Rys. 5. Straty energii hydraulicznej przy płaskiej charakterystyce pompy
W układzie z pompą o płaskiej charakterystyce, rys. 5b, regulacja przepływu z Q1 do Quk, wymaga większego przepływu, przez zawór upustowy Qzu, niż w układzie z pompą o stromej charakterystyce rys. 5a.
PAMIĘTAJ !
- Przy regulacji upustowej, praca pompy z wyższą sprawnością nie oznacza, że mniej zapłacisz za transport cieczy
- To że pompa bierze mniej prądu nie zawsze oznacza, że mniej płacisz za pompowanie cieczy
- Regulacja upustowa pomp o płaskiej charakterystyce przepływu (np. pompy odśrodkowe) powoduje duży „zrzut” cieczy
- Regulacja upustowa nadaje się do pomp o stromej charakterystyce przepływu: wyporowych, diagonalnych, śmigłowych i krążeniowych
Warto sprawdzić: