Költséghatékonyság fúvókákkal
Csak egy apró kopó alkatrész, de a hatása jelentős
A gyártási eljárásokhoz számos helyen alkalmaznak fúvókákat, sokféle technológiához és felhasználási körülmény közepette. Közülük a mosás, a szárítás és a hűtés a legelterjedtebb.
Cikkünkben a szerteágazó felhasználások közül a mosással és – ehhez szorosan kapcsolódva – a vízzel történő hűtéssel foglalkozunk. Ennek oka, hogy bár ezekhez az alkalmazásokhoz leginkább standard kivitelű fúvókákat használnak, ennek ellenére a kiválasztás és a fúvókasorok tervezése, optimalizálása során számos dologra kell figyelni. A mosásnak két fajtáját különböztetjük meg: áztatómosás (telekúp fúvókákkal) és koncentrált sugarú mosás (lapos sugárfúvókákkal).
A mosáshoz mindenképpen vízre, illetve esetenként oldószerre, mosószerre van szükség, amelynek komoly költsége lehet. A vizet az esetek többségében szivattyú biztosítja és szállítja a fúvókákhoz, ez energiaköltséggel jár. Tehát semmiképpen sem közömbös, hogy mennyi víz megy el fölöslegesen, illetve mekkora lesz az energiára fordított kiadás. Ez pedig nagyban múlik a fúvókákon.
Törekvés az optimalizálásra
Amikor kiválasztjuk a fúvókákat és az összes vízfelhasználás és a nyomás alapján a megfelelő szivattyúval működtetjük őket, meghatározzuk a szivattyú munkapontját és az ahhoz tartozó értékeket, ebből kapunk egy motorméretet, és kikalkuláljuk a hozzá kapcsolódó energiafogyasztást. Ha a fúvókákat a legkisebb, de még hatékony közegmennyiséggel tervezték, és ehhez az optimális méretű szivattyút választották a megfelelő munkaponttal, akkor elmondhatjuk, hogy minden bizonnyal az adott körülmények között legkedvezőbb víz- és energiafogyasztással számolhatunk.
A munkapontból való kimozdulásra elegendő ok lehet, ha tágul a furat átmérője a fúvókán. Ilyenkor – amellett, hogy a szóráskép deformálttá válik – megnő a fúvóka térfogatárama, Bernoulli és a kontinuitás összefüggése alapján csökken a nyomás, a szivattyú kimozdul a munkapontjából, és ezáltal megnő az energiaköltsége. Ez a folyamat nem következik be hirtelen. Ha jó minőségű az ipari fúvóka, akkor hosszú idő után megy csak végbe akkor, amikor az a normál elhasználódás és kopás miatt elkerülhetetlenné válik.
Mivel a fúvóka kopó alkatrész, egy idő után a furatméret tágulása mindenképpen bekövetkezik, de közel sem mindegy, hogy mikor. Az első szempont tehát, hogy megbízható és jó minőségű, magas használati értékű fúvókát válasszunk alkalmazásunkhoz. A második szempont, hogy jól döntsünk a választásnál, tehát a mindenkori nyomás-, térfogatáram-, közeg- és környezeti viszonyoknak, adottságoknak megfelelően.
Szilárd anyag veszélye
Az egyik oldalról fontos, hogy a szivattyút és a fúvókát összhangba hozzuk, azaz a fúvóka térfogatáram- és nyomásértékeit a szivattyúmunkaponthoz igazítsuk. (Vagy fordítva, ha az alkalmazásból eredően a folyamat kimenete, azaz a fúvóka a súlyponti kérdés.) A másik oldalról igen lényeges a közeg pontos ismerete, szilárdanyag-tartalmának meghatározása. A szilárd anyag egyrészt eltömítheti, másrészt koptathatja a kiömlést, tágíthatja a kiömlő keresztmetszetet.
A fúvókákat betétekkel (inzertekkel) szokták kopásállóbbá tenni hasonló helyzetekre (vagy a nyomással szembeni ellenállóság növelésére), ez viszont némileg megváltoztatja az áramlási viszonyokat. Ennek nincs igazán jelentősége, ha egy új alkalmazáshoz választunk ki fúvókákat, van viszont, ha egy olyan fúvókát cserélünk ki, amelyben még nem volt betét. A közegben lévő szilárd szemcséket szűrni lehet a fúvóka megóvása, élettartamának növelése céljából. Ehhez rendelkezésre állnak szűrőházak szűrőbetétekkel, soros szűrők (inline) vagy magába a fúvókába beépített szűrőbetétek.
Mindegyik megoldásnál figyelembe kell venni a kívánt térfogatáramot, a csővezeték méretét és hosszát. A leírtak természetesen vízre vagy víz közeli viszkozitású közegekre vonatkoznak. A paraméterek változtatása oda-vissza hatást gyakorol a fúvókára, fúvókarendszerre, ilyenkor tehát a folyamatot újra kell gondolni és kalkulálni az optimális felhasználás érdekében.
