유압식 램 펌프란?
수력 램(hydram) 또는 히드람(hydram)은 수력 발전으로 구동되는 순환식 물 펌프입니다. "유압 수두"(압력)와 유속으로 물을 받아들이고 더 높은 수두와 더 낮은 유속으로 물을 출력합니다.
이 장치는 워터 해머 효과를 사용하여 펌프에 동력을 공급하는 유입되는 물의 일부가 원래 시작된 물보다 높은 지점으로 상승할 수 있도록 하는 압력을 발생시킵니다.
수력 램은 수두가 낮은 수력의 원천과 수원보다 높은 곳으로 물을 펌핑해야 하는 원격 지역에서 때때로 사용됩니다. 이러한 상황에서 램은 흐르는 물의 운동 에너지 외에 외부 에너지원이 필요하지 않기 때문에 종종 유용합니다.
유압 램 펌프 작동
유압식 램 펌프는 "워터 해머" 충격파에 의해 발생된 압력을 사용하여 작동합니다. 움직이는 모든 물체에는 관성력이 있습니다. 물체를 움직이게 하려면 에너지가 필요하고, 움직임을 멈추는 데도 에너지가 필요하며, 움직임이 빠르게 시작되거나 중지되면 더 많은 에너지가 필요합니다.
파이프의 물 흐름에는 속도의 급격한 변화에 저항하는 관성(또는 운동량)도 있습니다. 밸브를 천천히 닫으면 이 관성이 시간이 지남에 따라 소멸되어 파이프에 압력이 거의 증가하지 않습니다.
밸브를 매우 빠르게 닫으면 흐르는 물이 멈출 때 압력 서지 또는 충격파가 발생하여 파이프 위로 다시 이동합니다. 이는 기차 정류장과 매우 유사하며, 브레이크가 작동할 때 개별 열차 차량이 앞의 커플링을 빠르게 연속적으로 치게 됩니다. 적용된.
밸브가 더 빨리 닫힐수록 더 큰 충격파가 생성됩니다. 더 빠른 물 흐름은 더 많은 관성 또는 운동량이 관련되기 때문에 밸브가 닫힐 때 더 큰 충격파를 생성합니다. 더 긴 파이프는 같은 이유로 더 큰 충격파를 생성합니다.
수압식 램은 수원에서 펌프까지 배치된 파이프("구동" 파이프라고 함)의 비압축 물 흐름에 의존합니다. 이 흐름은 수원에서 약간 떨어진 곳에 수압 램을 배치하고 수원에서 펌프까지 구동 파이프를 연결하여 생성됩니다. 유압 램은 펌프에서 유일하게 움직이는 부품인 두 개의 체크 밸브를 사용합니다.
유압 램 펌프의 단계별 작동 방식
1 단계
물(파란색 화살표)은 구동 파이프를 통해 처음에 열려 있는 "폐기물" 밸브(다이어그램의 #4) 밖으로 흐르기 시작합니다. 물은 파이프를 통해 폐기물 밸브 밖으로 점점 더 빠르게 흐릅니다.
2 단계
어느 시점에서 물은 폐기물 밸브(#4)를 통해 너무 빨리 이동하여 밸브의 플래퍼를 위로 밀어 올려 닫습니다. 관 속의 물은 빠르게 움직이고 상당한 운동량을 가지고 있었지만, 모든 물의 무게와 운동량은 밸브가 닫혀서 멈추었다. 이는 닫힌 폐기물 밸브에 고압 스파이크(빨간색 화살표)를 생성합니다. 고압 스파이크는 일부 물(파란색 화살표)을 체크 밸브(다이어그램의 #5)를 통해 압력 챔버로 밀어 넣습니다. 이것은 그 챔버의 압력을 약간 증가시킵니다. 파이프의 압력 "스파이크"도 폐기물 밸브에서 멀어져 음속으로 구동 파이프(빨간색 화살표) 위로 움직이기 시작하고 구동 파이프 입구에서 방출됩니다.
3단계
고압파가 구동 파이프 입구에 도달한 후 "정상" 압력파(녹색 화살표)가 파이프를 따라 폐기물 밸브로 다시 이동합니다. 역압에 따라 체크 밸브(#5)가 약간 열려 있어 물이 압력 챔버로 들어갈 수 있습니다.
4단계
정상 압력파가 웨이스트 밸브에 도달하자마자 저압파(갈색 화살표)가 구동 파이프 위로 이동하여 밸브의 압력을 낮추고 웨이스트 밸브가 열리고 체크 밸브(#5)가 닫다.
5단계
저압파가 드라이브 파이프 입구에 도달하면 정상 압력파가 드라이브 파이프를 따라 밸브로 이동합니다. 램 위의 원수의 높이로 인한 정상적인 물의 흐름은 이 압력파를 따르고 다음 주기가 시작됩니다.
유압 램 펌프의 효율성
일반적인 에너지 효율은 60%이지만 최대 80%까지 가능합니다. 이것은 소스에서 가져온 총 물에 전달되는 물의 양과 관련된 체적 효율성과 혼동되어서는 안 됩니다. 공급 파이프에서 사용할 수 있는 물의 부분은 공급 수두에 대한 공급 수두의 비율만큼 감소합니다.
따라서 소스가 램보다 2미터 위에 있고 물이 램보다 10미터 위로 들어 올려지면 공급된 물의 20%만 사용할 수 있고 나머지 80%는 폐기물 밸브를 통해 유출됩니다. 이 비율은 100% 에너지 효율을 가정합니다.
실제 전달되는 물은 에너지 효율 계수에 의해 더욱 감소됩니다. 위의 예에서 에너지 효율이 70%라면 전달되는 물은 20%의 70%, 즉 14%가 됩니다.
공급 헤드 대 인도 헤드 비율이 2:1이고 효율이 70%라고 가정하면 공급되는 물은 50%의 70%, 즉 35%가 됩니다. 공급 헤드에 대한 전달 비율이 매우 높으면 일반적으로 에너지 효율이 낮아집니다. 램 공급업체는 종종 실제 테스트를 기반으로 예상되는 부피 비율을 제공하는 표를 제공합니다.
작업 시작
웨이스트 밸브 중량 또는 스프링 압력이 올바르게 조정되면 새로 작동하거나 사이클링을 멈춘 램이 자동으로 시작되어야 하지만 다음과 같이 다시 시작할 수 있습니다.
▷ 폐기물 밸브가 상승(닫힘) 위치에 있는 경우 수동으로 아래로 눌러 열림 위치로 두었다가 풀어야 합니다.
▷ 흐름이 충분하면 적어도 한 번은 순환합니다.
▷ 계속 순환하지 않는 경우 일반적으로 3~4회의 수동 주기 후에 자체적으로 계속 순환할 때까지 반복해서 눌러야 합니다.
▷ 램이 폐기물 밸브가 아래(열림) 위치에 있는 상태에서 멈추면 공급 파이프에 물이 채워지고 공기 방울이 파이프를 타고 소스로 이동하는 데 필요한 만큼 수동으로 들어 올려 유지해야 합니다.
공급 파이프의 길이와 직경에 따라 다소 시간이 걸릴 수 있습니다. 그런 다음 위에서 설명한 대로 몇 번 눌러 수동으로 시작할 수 있습니다. 램의 전달 파이프에 밸브가 있으면 쉽게 시작할 수 있습니다.
램이 순환을 시작할 때까지 밸브를 닫은 다음 점차적으로 열어서 전달 파이프를 채웁니다. 너무 빨리 열면 사이클이 중지됩니다. 전달 파이프가 가득 차면 밸브를 열어 둘 수 있습니다.
일반적인 운영 문제
충분한 물을 공급하지 못하는 것은 폐기물 밸브의 부적절한 조정, 압력 용기에 너무 적은 공기가 있거나 단순히 램이 할 수 있는 수준보다 더 높은 수준으로 물을 올리려는 시도 때문일 수 있습니다.
램은 겨울에 얼거나 압력 용기의 공기 손실로 인해 성벽에 과도한 응력이 가해져 손상될 수 있습니다. 이러한 고장에는 용접 또는 기타 수리 방법과 부품 교체가 필요할 수 있습니다.
작동 중인 램이 가끔 다시 시작해야 하는 것은 드문 일이 아닙니다. 사이클링은 배수 밸브의 잘못된 조정 또는 소스의 불충분한 물 흐름으로 인해 중지될 수 있습니다. 공급 수위가 공급 파이프의 입력 끝보다 몇 인치 이상 높지 않으면 공기가 들어갈 수 있습니다.
다른 문제는 파편으로 밸브가 막히거나 균일하지 않은 직경 또는 재료의 공급 파이프를 사용하는 것과 같은 부적절한 설치, 날카로운 굴곡 또는 거친 내부가 있는 것, 또는 드롭에 비해 너무 길거나 짧은 것이 있는 것과 같은 부적절한 설치입니다. 충분히 단단하지 않은 재료로 만들어졌습니다. PVC 공급 파이프는 일부 설치에서 작동하지만 강관이 더 좋습니다.