תכנון/פריסה לא נכונה של צנרת עלולים להוביל לבעיות כגון חוסר יציבות הידראולית וקיוויטציה במערכת המשאבה. כדי למנוע קוויטציה, יש להתמקד בעיצוב צנרת היניקה ומערכת היניקה. קוויטציה, מחזור פנימי וסילוף אוויר עלולים להוביל לרמות גבוהות של רעש ורעידות, שעלולות לפגוע באטמים ובמיסבים.

קו מחזור משאבה

כאשר ל משאבת מארז מפוצל אופקית חייב לפעול בנקודות הפעלה שונות, ייתכן שיידרש קו זרימה כדי להחזיר חלק מהנוזל הנשאב לצד היניקה של המשאבה. זה מאפשר למשאבה להמשיך לפעול ביעילות ובאמינות ב-BEP. החזרת חלק מהנוזל מבזבזת מעט כוח, אך עבור משאבות קטנות, ההספק המבוזבז עשוי להיות זניח.

יש לשלוח את הנוזל המסתובב בחזרה למקור היניקה, לא לקו היניקה או לצינור כניסת המשאבה. אם הוא יוחזר לקו היניקה, זה יגרום למערבולת ביניקת המשאבה, ולגרום לבעיות תפעול או אפילו נזק. הנוזל המוחזר צריך לזרום בחזרה לצד השני של מקור היניקה, לא לנקודת היניקה של המשאבה. בדרך כלל, סידורי מדף מתאימים או עיצובים דומים אחרים יכולים להבטיח שהנוזל החוזר לא גורם למערבולת במקור היניקה.

מבצע מקביל

כאשר יחיד גדול משאבת מארז מפוצל אופקית אינו אפשרי או עבור יישומים מסוימים של זרימה גבוהה, לעתים קרובות נדרשות מספר משאבות קטנות יותר לפעול במקביל. לדוגמה, ייתכן שיצרני משאבות מסוימים לא יוכלו לספק משאבה גדולה מספיק עבור חבילת משאבות זרימה גדולה. שירותים מסוימים דורשים מגוון רחב של זרימות תפעול כאשר משאבה אחת אינה יכולה לתפקד כלכלית. עבור שירותים בעלי דירוג גבוה יותר, רכיבה על אופניים או הפעלת משאבות הרחק מה-BEP שלהן יוצרת בזבוז אנרגיה משמעותי ובעיות אמינות.

כאשר משאבות מופעלות במקביל, כל משאבה מייצרת פחות זרימה מאשר הייתה פועלת לבדה. כאשר שתי משאבות זהות מופעלות במקביל, הספיקה הכוללת נמוכה מפי שניים מהזרימה של כל משאבה. פעולה מקבילה משמשת לעתים קרובות כפתרון אחרון למרות דרישות יישום מיוחדות. לדוגמה, במקרים רבים, עדיפות שתי משאבות הפועלות במקביל מאשר שלוש משאבות או יותר הפועלות במקביל, במידת האפשר.

פעולה מקבילה של משאבות עלולה להיות פעולה מסוכנת ולא יציבה. משאבות הפועלות במקביל דורשות גודל, תפעול וניטור זהירים. העקומות (ביצועים) של כל משאבה צריכות להיות דומות - בתוך 2 עד 3%. עקומות משאבה משולבות חייבות להישאר שטוחות יחסית (עבור משאבות הפועלות במקביל, API 610 דורש הגדלת ראש של לפחות 10% מהראש בזרימה מדורגת למרכז המת).

פיצול אופקי קייס משאבת צנרת

תכנון שגוי של צנרת יכול בקלות להוביל לרטט מוגזם של משאבה, בעיות מיסבים, בעיות איטום, כשל מוקדם של רכיבי המשאבה או כשל קטסטרופלי.

צנרת היניקה חשובה במיוחד מכיוון שלנוזל צריכים להיות תנאי הפעולה הנכונים, כגון לחץ וטמפרטורה, כאשר הוא מגיע לחור היניקה של אימפלר המשאבה. זרימה חלקה ואחידה מפחיתה את הסיכון לקוויטציה ומאפשרת למשאבה לפעול בצורה אמינה.

לקוטר צינור ותעלה יש השפעה משמעותית על הראש. כהערכה גסה, אובדן הלחץ כתוצאה מחיכוך הוא ביחס הפוך לחזק החמישי של קוטר הצינור.

לדוגמה, עלייה של 10% בקוטר הצינור יכולה להפחית את אובדן הראש בכ-40%. באופן דומה, עלייה של 20% בקוטר הצינור יכולה להפחית את אובדן הראש ב-60%.

במילים אחרות, אובדן ראש החיכוך יהיה פחות מ-40% מאובדן הראש של הקוטר המקורי. החשיבות של ראש יניקה נטו (NPSH) ביישומי שאיבה הופכת את עיצוב צנרת היניקה של המשאבה לגורם חשוב.

צנרת היניקה צריכה להיות פשוטה וישרה ככל האפשר, ויש למזער את האורך הכולל. משאבות צנטריפוגליות צריכות להיות בדרך כלל באורך ישר של פי 6 עד 11 מקוטר צנרת היניקה כדי למנוע מערבולות.

לעיתים קרובות נדרשים מסנני יניקה זמניים, אך לרוב אינם מומלצים מסנני יניקה קבועים.

הפחתת NPSHR

במקום להגדיל את יחידת NPSH (NPSHA), מהנדסי צנרת ותהליכים מנסים לפעמים להפחית את ה-NPSH (NPSHR) הנדרש. מכיוון ש-NPSHR הוא פונקציה של תכנון המשאבה ומהירות המשאבה, הפחתת ה-NPSHR היא תהליך קשה ויקר עם אפשרויות מוגבלות.

פתח היניקה של האימפלר והגודל הכולל של משאבת המארז המפוצל האופקי הם שיקולים חשובים בתכנון ובחירת המשאבה. משאבות עם פתחי יניקה גדולים יותר של האימפלר יכולות לספק NPSHR נמוך יותר.

עם זאת, פתחי יניקה גדולים יותר של האימפלר עלולים לגרום לבעיות תפעוליות ודינאמיות של נוזלים, כגון בעיות מחזור. למשאבות עם מהירויות נמוכות יותר יש בדרך כלל NPSH נדרש נמוך יותר; למשאבות עם מהירויות גבוהות יותר יש NPSH נדרש גבוה יותר.

משאבות עם אימפלרים עם פתחי יניקה גדולים שתוכננו במיוחד עלולות לגרום לבעיות מחזור גבוהות, מה שמפחית את היעילות והאמינות. כמה משאבות NPSHR נמוכות מתוכננות לפעול במהירויות נמוכות כל כך שהיעילות הכוללת אינה חסכונית עבור היישום. למשאבות במהירות נמוכה אלו יש גם אמינות נמוכה.

משאבות בלחץ גבוה גדולות כפופות לאילוצי אתר מעשיים כמו מיקום המשאבה ופריסה של כלי יניקה/מיכל, מה שמונע ממשתמש הקצה למצוא משאבה עם NPSHR העומדת באילוצים.

בפרויקטים רבים של שיפוץ/שיפוץ, לא ניתן לשנות את פריסת האתר, אך עדיין נדרשת משאבת לחץ גבוה גדולה באתר. במקרה זה, יש להשתמש במשאבת דחף.

משאבת בוסטר היא משאבה במהירות נמוכה עם NPSHR נמוך יותר. משאבת הבוסטר צריכה להיות בעלת קצב זרימה זהה למשאבה הראשית. משאבת הבוסטר מותקנת בדרך כלל במעלה הזרם של המשאבה הראשית.

זיהוי הגורם לרטט

קצבי זרימה נמוכים (בדרך כלל פחות מ-50% מזרימת ה-BEP) עלולים לגרום למספר בעיות דינמיות של נוזלים, כולל רעש ורעידות כתוצאה מ-cavitation, מחזור פנימי וסילוף אוויר. כמה משאבות מפוצלות מסוגלות להתנגד לחוסר היציבות של מחזור יניקה בקצבי זרימה נמוכים מאוד (לעיתים נמוכים עד 35% מזרימת BEP).

עבור משאבות אחרות, מחזור שאיבה יכול להתרחש בכ-75% מזרימת BEP. מחזור יניקה עלול לגרום לנזק מסוים ולבורים, המתרחשים בדרך כלל בערך באמצע להבי אימפלר המשאבה.

מחזור יציאה הוא אי יציבות הידרודינמית שיכולה להתרחש גם בזרימות נמוכות. מחזור זה יכול להיגרם עקב מרווחים לא נאותים בצד היציאה של האימפלר או מעטפת האימפלר. זה יכול גם להוביל לבור ונזקים אחרים.

בועות אדים בזרימת הנוזל עלולות לגרום לאי יציבות ורעידות. קוויטציה פוגעת בדרך כלל ביציאת היניקה של האימפלר. הרעש והרעידות הנגרמים על ידי קוויטציה יכולים לחקות כשלים אחרים, אך בדיקה של מיקום הבור והנזק על אימפלר המשאבה יכולה בדרך כלל לחשוף את הסיבה השורשית.

הובלת גז שכיחה בעת שאיבת נוזלים קרוב לנקודת הרתיחה או כאשר צנרת יניקה מורכבת גורמת למערבולת.