การออกแบบ/การวางท่อที่ไม่เหมาะสมอาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น ความไม่เสถียรของระบบไฮดรอลิกและการเกิดโพรงอากาศในระบบปั๊ม เพื่อป้องกันการเกิดโพรงอากาศ ควรเน้นที่การออกแบบท่อดูดและระบบดูด การเกิดโพรงอากาศ การหมุนเวียนภายใน และการดูดอากาศเข้าไปอาจทำให้เกิดเสียงและการสั่นสะเทือนในระดับสูง ซึ่งอาจทำให้ซีลและตลับลูกปืนเสียหายได้

ท่อหมุนเวียนปั๊ม

เมื่อ ปั๊มแยกกรณีแนวนอน หากต้องทำงานที่จุดปฏิบัติการที่แตกต่างกัน อาจจำเป็นต้องใช้ท่อหมุนเวียนเพื่อส่งของเหลวที่สูบบางส่วนกลับไปยังด้านดูดของปั๊ม วิธีนี้จะช่วยให้ปั๊มทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ที่ BEP การส่งของเหลวบางส่วนกลับจะสิ้นเปลืองพลังงานบางส่วน แต่สำหรับปั๊มขนาดเล็ก พลังงานที่สิ้นเปลืองอาจน้อยมาก

ควรส่งของเหลวที่หมุนเวียนกลับไปยังแหล่งดูด ไม่ใช่ไปยังท่อดูดหรือท่อทางเข้าปั๊ม หากส่งกลับไปยังท่อดูด จะทำให้เกิดการปั่นป่วนที่แหล่งดูดของปั๊ม ซึ่งอาจก่อให้เกิดปัญหาในการทำงานหรืออาจถึงขั้นเกิดความเสียหายได้ ของเหลวที่ส่งกลับมาควรไหลกลับไปยังอีกด้านหนึ่งของแหล่งดูด ไม่ใช่ไปยังจุดดูดของปั๊ม โดยปกติแล้ว การจัดเตรียมแผ่นกั้นที่เหมาะสมหรือการออกแบบอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกันจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าของเหลวที่ส่งกลับมาจะไม่ทำให้เกิดการปั่นป่วนที่แหล่งดูด

การทำงานแบบขนาน

เมื่อมีขนาดใหญ่เพียงตัวเดียว ปั๊มแยกกรณีแนวนอน ไม่สามารถทำได้ หรือสำหรับการใช้งานที่มีอัตราการไหลสูงบางประเภท มักต้องใช้ปั๊มขนาดเล็กหลายตัวทำงานคู่ขนานกัน ตัวอย่างเช่น ผู้ผลิตปั๊มบางรายอาจไม่สามารถจัดหาปั๊มขนาดใหญ่พอสำหรับแพ็คเกจปั๊มที่มีอัตราการไหลสูงได้ บริการบางอย่างต้องการอัตราการไหลในการทำงานที่หลากหลาย ซึ่งปั๊มเพียงตัวเดียวไม่สามารถทำงานได้อย่างคุ้มทุน สำหรับบริการที่มีอัตราการไหลสูงเหล่านี้ การเปลี่ยนรอบการทำงานหรือการทำงานของปั๊มให้ห่างจาก BEP จะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานและเกิดปัญหาด้านความน่าเชื่อถืออย่างมาก

เมื่อปั๊มทำงานแบบขนาน ปั๊มแต่ละตัวจะผลิตกระแสน้ำน้อยกว่าหากทำงานเพียงตัวเดียว เมื่อปั๊มที่เหมือนกันสองตัวทำงานแบบขนาน อัตราการไหลรวมจะน้อยกว่าสองเท่าของอัตราการไหลของปั๊มแต่ละตัว การทำงานแบบขนานมักใช้เป็นวิธีแก้ปัญหาสุดท้าย แม้จะมีข้อกำหนดการใช้งานพิเศษ ตัวอย่างเช่น ในหลายกรณี ปั๊มสองตัวที่ทำงานแบบขนานจะดีกว่าปั๊มสามตัวขึ้นไปที่ทำงานแบบขนาน หากเป็นไปได้

การทำงานแบบขนานของปั๊มอาจเป็นการทำงานที่อันตรายและไม่เสถียร ปั๊มที่ทำงานแบบขนานต้องได้รับการกำหนดขนาด การทำงาน และการตรวจสอบอย่างระมัดระวัง กราฟ (ประสิทธิภาพ) ของปั๊มแต่ละตัวจะต้องใกล้เคียงกัน ซึ่งอยู่ระหว่าง 2 ถึง 3% กราฟของปั๊มรวมจะต้องค่อนข้างแบน (สำหรับปั๊มที่ทำงานแบบขนาน API 610 กำหนดให้เพิ่มเฮดอย่างน้อย 10% ของเฮดที่อัตราการไหลที่กำหนดจนถึงจุดศูนย์กลางตาย)

การแยกแนวนอน เคสปั๊ม การเป่า

การออกแบบท่อที่ไม่เหมาะสมสามารถนำไปสู่การสั่นสะเทือนของปั๊มที่มากเกินไป ปัญหาเกี่ยวกับตลับลูกปืน ปัญหาเกี่ยวกับซีล ส่วนประกอบของปั๊มเสียหายก่อนเวลาอันควร หรือเสียหายร้ายแรงได้

ท่อดูดมีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากของเหลวควรมีเงื่อนไขการทำงานที่เหมาะสม เช่น แรงดันและอุณหภูมิ เมื่อไหลไปถึงรูดูดของใบพัดปั๊ม การไหลที่ราบรื่นและสม่ำเสมอช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดโพรงอากาศและทำให้ปั๊มทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือ

เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อและช่องทางส่งผลกระทบอย่างมากต่อแรงดัน โดยประมาณการคร่าวๆ พบว่าการสูญเสียแรงดันเนื่องจากแรงเสียดทานจะแปรผกผันกับกำลังห้าของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ

ตัวอย่างเช่น การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ 10% สามารถลดการสูญเสียแรงดันได้ประมาณ 40% ในทำนองเดียวกัน การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ 20% สามารถลดการสูญเสียแรงดันได้ 60%

กล่าวอีกนัยหนึ่ง การสูญเสียหัวเสียดทานจะน้อยกว่า 40% ของการสูญเสียหัวของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิม ความสำคัญของหัวดูดสุทธิเชิงบวก (NPSH) ในการใช้งานปั๊มทำให้การออกแบบท่อดูดของปั๊มเป็นปัจจัยสำคัญ

ท่อดูดควรเรียบง่ายและตรงที่สุดเท่าที่จะทำได้ และควรลดความยาวทั้งหมดให้เหลือน้อยที่สุด ปั๊มหอยโข่งโดยทั่วไปควรมีความยาวท่อตรง 6 ถึง 11 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางท่อดูดเพื่อหลีกเลี่ยงการปั่นป่วน

โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้ตัวกรองดูดชั่วคราว แต่โดยทั่วไปไม่แนะนำให้ใช้ตัวกรองดูดแบบถาวร

การลด NPSHR

แทนที่จะเพิ่มหน่วย NPSH (NPSHA) วิศวกรด้านท่อและกระบวนการบางครั้งจะพยายามลด NPSH ที่จำเป็น (NPSHR) เนื่องจาก NPSHR เป็นฟังก์ชันของการออกแบบปั๊มและความเร็วของปั๊ม การลด NPSHR จึงเป็นกระบวนการที่ยากและมีค่าใช้จ่ายสูงพร้อมตัวเลือกที่จำกัด

รูดูดของใบพัดและขนาดโดยรวมของปั๊มปลอกแยกแนวนอนถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาในการออกแบบและการเลือกปั๊ม ปั๊มที่มีรูดูดของใบพัดขนาดใหญ่กว่าสามารถให้ NPSHR ต่ำกว่าได้

อย่างไรก็ตาม รูดูดของใบพัดที่มีขนาดใหญ่กว่าอาจทำให้เกิดปัญหาในการทำงานและพลศาสตร์ของไหล เช่น ปัญหาการหมุนเวียน ปั๊มที่มีความเร็วต่ำโดยทั่วไปจะมี NPSH ที่จำเป็นต่ำกว่า ในขณะที่ปั๊มที่มีความเร็วสูงกว่าจะมี NPSH ที่จำเป็นสูงกว่า

ปั๊มที่มีใบพัดรูดูดขนาดใหญ่ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษอาจทำให้เกิดปัญหาการหมุนเวียนซ้ำสูง ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือลดลง ปั๊ม NPSHR ต่ำบางรุ่นได้รับการออกแบบให้ทำงานด้วยความเร็วต่ำมากจนทำให้ประสิทธิภาพโดยรวมไม่คุ้มทุนสำหรับการใช้งาน ปั๊มความเร็วต่ำเหล่านี้ยังมีความน่าเชื่อถือต่ำอีกด้วย

ปั๊มแรงดันสูงขนาดใหญ่มีข้อจำกัดด้านสถานที่ในทางปฏิบัติ เช่น ตำแหน่งปั๊ม และเค้าโครงของถัง/ภาชนะดูด ซึ่งทำให้ผู้ใช้ปลายทางไม่สามารถค้นหาปั๊มที่มี NPSHR ที่ตรงตามข้อจำกัดได้

ในโครงการปรับปรุง/ปรับปรุงใหม่หลายๆ โครงการ ไม่สามารถเปลี่ยนเค้าโครงของสถานที่ได้ แต่ยังคงต้องใช้ปั๊มแรงดันสูงขนาดใหญ่ในสถานที่ ในกรณีนี้ ควรใช้ปั๊มเพิ่มแรงดัน

ปั๊มบูสเตอร์คือปั๊มความเร็วต่ำที่มี NPSHR ต่ำกว่า ปั๊มบูสเตอร์ควรมีอัตราการไหลเท่ากับปั๊มหลัก โดยทั่วไปแล้วปั๊มบูสเตอร์จะติดตั้งไว้เหนือปั๊มหลัก

การระบุสาเหตุของการสั่นสะเทือน

อัตราการไหลต่ำ (โดยปกติจะน้อยกว่า 50% ของอัตราการไหล BEP) อาจทำให้เกิดปัญหาพลศาสตร์ของไหลหลายประการ เช่น เสียงและการสั่นสะเทือนจากการเกิดโพรงอากาศ การหมุนเวียนภายใน และการดูดอากาศเข้า ปั๊มแบบแยกส่วนบางรุ่นสามารถต้านทานความไม่เสถียรของการหมุนเวียนดูดที่อัตราการไหลต่ำมาก (บางครั้งต่ำถึง 35% ของอัตราการไหล BEP)

สำหรับปั๊มอื่นๆ การหมุนเวียนดูดอาจเกิดขึ้นที่ประมาณ 75% ของอัตราการไหล BEP การหมุนเวียนดูดอาจทำให้เกิดความเสียหายและเกิดหลุมได้ โดยปกติจะเกิดขึ้นประมาณครึ่งหนึ่งของใบพัดของปั๊ม

การหมุนเวียนกลับทางออกเป็นความไม่เสถียรของไฮโดรไดนามิกซึ่งอาจเกิดขึ้นได้แม้ในขณะที่มีอัตราการไหลต่ำ การหมุนเวียนกลับนี้อาจเกิดจากระยะห่างที่ไม่เหมาะสมบนด้านทางออกของใบพัดหรือแผ่นปิดใบพัด ซึ่งอาจทำให้เกิดหลุมและความเสียหายอื่นๆ ได้

ฟองอากาศในของเหลวที่ไหลออกมาอาจทำให้เกิดความไม่เสถียรและการสั่นสะเทือน การเกิดโพรงอากาศมักจะทำให้ช่องดูดของใบพัดเสียหาย เสียงและการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการเกิดโพรงอากาศอาจเลียนแบบความล้มเหลวอื่นๆ ได้ แต่การตรวจสอบตำแหน่งของหลุมและความเสียหายบนใบพัดของปั๊มมักจะสามารถเปิดเผยสาเหตุที่แท้จริงได้

การกักเก็บก๊าซเป็นเรื่องปกติเมื่อมีการสูบของเหลวที่ใกล้จุดเดือดหรือเมื่อท่อดูดที่ซับซ้อนทำให้เกิดการปั่นป่วน