Что происходит на участке трубопровода между тройниками

Этот участок является общим для обоих колец и очень важным. Давайте рассмотрим его. Почему? Потому что мы хотим, чтобы первичный и вторичный насосы хорошо взаимодействовали друг с другом.



Это важно, потому что в традиционных (без применения первично/вторичных колец) коллекторных системах с двумя параллельно работающими насосами, когда один насос более мощный, чем другой, иногда возникают проблемы. Поток, создаваемый менее мощным насосом, иногда не может "войти" в участок общего трубопровода, по которому циркулирует поток, создаваемый более мощным насосом, из-за разницы давлений, которые развивают эти насосы. Вот пример этого:



Два насоса, развивающих один больший, другой - меньший напор, имеют общий участок трубопровода в направлении движения потока между точками А и В(через котёл). Допустим, насос с большим напором работает, а с меньшим - отключён. Высоконапорный насос создаёт большое давление в точке А, но когда поток достигает точки В,давление становится меньше, потому что часть давления, создаваемого насосом, срабатывается за счёт гидравлического сопротивления трубопровода (и котла). Поток "хочет" двигаться в обход, через трубопровод насоса меньшего напора, т.к. вода всегда течет в направлении наименьшего сопротивления, но в данном случае поток так двигаться не сможет из-за установленного обратного клапана.

Теперь включим низконапорный насос. Он также развивает определенное давление, но этого давления может оказаться недостаточно, чтобы открыть обратный клапан. Он не в силах этого сделать лишь потому, что разница давлений в точках А и В слишком велика.

Результат – отсутствие циркуляции в цепи низконапорного насоса.



Теперь посмотрите, чем отличаются трубопроводы в первично/вторичной системе. Давление, развиваемое высоконапорным (первичным) насосом в точках А и В почти одинаково, т.к. тройники расположены очень близко друг от друга. Нам необходимо обеспечить, чтобы максимальная длина этого участка была не больше 4-х диаметров трубы (4d). Обычно, для труб диаметром от 1.5 до 3 дюймов это расстояние не превышает предел, соответственно, от 6 до 12 дюймов (150-300 мм). Это нужно для того, чтобы сопротивление участка между точками А и В было чрезвычайно мало.

Высоконапорный насос не будет создавать циркуляцию воды во вторичном кольце, потому что подающий трубопровод (общий участок между тройниками) является путем с наименьшим гидравлическим сопротивлением. Когда мы включим низконапорный насос, он будет отбирать воду из первичного кольца в точке А, обеспечивать ее циркуляцию по вторичному кольцу и возвращать в первичное кольцо в точке В. Это произойдет потому что давление в точках А и В практически одно и то же.

Другими словами, первичный насос не сможет "заглушить" вторичный. Оба насоса работают как две независимые системы.

Наконец, мы обеспечили их правильное взаимодействие.

Расход воды через общий участок.

Интересно посмотреть, что происходит в общем участке трубопровода. В зависимости от соотношения мощностей первичного и вторичного насосов и, соответственно, величины расходов воды, создаваемых первичным и вторичным насосами, мы можем заставить поток двигаться вперёд, назад, или не двигаться вообще. Вот как это выглядит на рисунках:br>


Допустим, мы подобрали как первичный, так и вторичный насосы производительностью 10литров/мин. Когда вторичный насос не работает, расход, развиваемый первичным насосом, т.е. 10литров/мин, будет циркулировать между точками А и В. Во вторичном кольце никакой циркуляции не будет.



При включении вторичного насоса весь расход воды будет отбираться в точке А из первичного кольца во вторичное. Расход воды через общий участок трубопровода будет нулевым. Это происходит вследствие простого принципа: Вся вода,входящая в тройник, должна из него выйти. В данном случае у воды есть два пути выхода из тройника. И каким путём она пойдёт, полностью зависит от вторичного насоса.

Давайте теперь немного изменим условия.



Вот пример небольшой системы. Допустим, производительность первичного насоса 20литров/мин, а вторичного насоса - 10литров/мин. Когда вторичный насос не работает, весь поток в 20литров/мин от первичного насоса будет проходить через общий участок трубопровода.

Теперь включим вторичный насос. Он будет отбирать 10литров/мин через тройник в точке А. Остальные 10литров/мин пройдут через общий участок, а в точке В к ним вновь присоединятся те самые 10литров/мин, которые прошли по вторичному кольцу.

Правило "Всё, что входит в тройник, должно выйти из него" действует. Только теперь мы "расщепили" имеющийся поток на два направления. У нас имеется расход воды через общий участок трубопровода, но он составляет лишь половину потока, который был при выключенном вторичном насосе. (То, что происходит в этом случае очень похоже на то, что происходит в системе со всасывающими тройниками).

Но это ещё не всё, потому что в первичных/вторичных системах есть ещ` один путь, по которому вода может двигаться вдоль участка общего трубопровода. Допустим, мы поменяем местами насосы, которые мы только что применяли. Установим насос производительностью 10литров/мин на первичном, а насос производительностью 20литров/мин на вторичном кольце. Вот так:



Теперь смотрите внимательно. Когда вторичный насос не работает, поток воды в 10литров/мин будет проходить через общий участок трубопровода, потому что мы подобрали первичный насос такой производительности. При включении вторичного насоса, он станет отбирать через тройник в точке А 20литров/мин. Но как он сможет это сделать? Ведь в этот тройник поступает лишь 10литров/мин.

Теперь опять время вспомнить тот простой принцип: "Всё, что входит в тройник, должно выйти из него". Но здесь можно его перефразировать: "Всё, что выходит из тройника, должно войти в него".

Если мы отбираем 20литров/мин через тройник, значит, те же 20литров/мин должны в него поступить с двух других сторон. Т.к. первичный насос обеспечивает лишь 10литров/мин, вторичный насос должен забрать недостающие 10литров/мин с противоположной стороны тройника. Другими словами, забрать их из своего собственного циркуляционного расхода. В этом случае, когда оба насоса работают, вода будет двигаться вдоль общего участка трубопровода в обратном направлении.

Только подумайте об имеющихся возможностях! Можно к подаваемой воде подмешивать обратную воду и создать двухтемпературную систему (без применения трехходовых кранов), если Вам это требуется. Первично/вторичная система предоставляет Вам массу возможностей, если, конечно, у Вас есть желание работать головой и руками.

Подумайте, например, чего можно достичь, применяя эту технику к котельным системам.