Увод
У многим индустријама, центрифугалне пумпе се често користе за транспорт вискозних течности.Из тог разлога, често се сусрећемо са следећим проблемима: колики је максимални вискозитет који центрифугална пумпа може да поднесе;Који је минимални вискозитет који треба кориговати за перформансе центрифугалне пумпе.Ово укључује величину пумпе (проток пумпе), специфичну брзину (што је нижа специфична брзина, већи је губитак диска од трења), примену (захтеви за системски притисак), економичност, могућност одржавања итд.
Овај чланак ће детаљно представити утицај вискозитета на перформансе центрифугалне пумпе, одређивање коефицијента корекције вискозитета и питања која захтевају пажњу у практичној инжењерској примени у комбинацији са релевантним стандардима и искуством инжењерске праксе, само за референцу.
1. Максимални вискозитет који центрифугална пумпа може да поднесе
У неким иностраним референцама, максимална граница вискозитета коју центрифугална пумпа може да поднесе је постављена на 3000~3300цСт (центисеа, еквивалентно мм²/с).По овом питању, ЦЕ Петерсен је имао ранији технички документ (објављен на састанку Пацифичког енергетског удружења у септембру 1982.) и изнео аргумент да се максимални вискозитет који центрифугална пумпа може да поднесе може израчунати према величини излаза пумпе. млазница, као што је приказано у формули (1):
Вмак=300(Д-1)
Где је Вм максимална дозвољена кинематичка вискозност ССУ (Саиболт универзални вискозитет) пумпе;Д је пречник излазне млазнице пумпе (инч).
У практичној инжењерској пракси, ова формула се може користити као правило за референцу.Модерна теорија и дизајн пумпи Гуан Ксингфана сматра да: генерално, лопатична пумпа је погодна за транспорт са вискозитетом мањим од 150цСт, али за центрифугалне пумпе са НПСХР далеко мањим од НСХА, може се користити за вискозитет од 500~600цСт;Када је вискозитет већи од 650 цСт, перформансе центрифугалне пумпе ће се значајно смањити и није погодна за употребу.Међутим, пошто је центрифугална пумпа континуирана и пулсирајућа у поређењу са волуметријском пумпом, и не треба јој сигурносни вентил, а регулација протока је једноставна, такође је уобичајено користити центрифугалне пумпе у хемијској производњи где вискозитет достиже 1000 цСт.Економска примена вискозитета центрифугалне пумпе је обично ограничена на око 500 цт, што у великој мери зависи од величине и примене пумпе.
2. Утицај вискозитета на перформансе центрифугалне пумпе
Губитак притиска, трење радног кола и унутрашњи губитак због цурења у радном колу и пролазу водеће лопатице/спрегнутог протока центрифугалне пумпе у великој мери зависе од вискозитета дизане течности.Због тога, када се пумпа течност високог вискозитета, перформансе одређене водом ће изгубити своју ефикасност. Вискозност медијума има велики утицај на перформансе центрифугалне пумпе.У поређењу са водом, што је већи вискозитет течности, већи је проток и губитак главе дате пумпе при датој брзини.Због тога ће се оптимална тачка ефикасности пумпе померити ка нижем протоку, проток и глава ће се смањити, потрошња енергије ће се повећати, а ефикасност ће се смањити.Огромна већина домаће и стране литературе и стандарда као и искуства инжењерске праксе показују да вискозност има мали утицај на главу на месту затварања пумпе.
3. Одређивање коефицијента корекције вискозитета
Када вискозитет прелази 20 цСт, ефекат вискозности на перформансе пумпе је очигледан.Стога, у практичним инжењерским апликацијама, када вискозитет достигне 20 цСт, перформансе центрифугалне пумпе треба да се коригују.Међутим, када је вискозитет у опсегу од 5~20 цСт, морају се проверити његове перформансе и одговарајућа снага мотора.
Приликом пумпања вискозног медија потребно је модификовати карактеристичну криву приликом пумпања воде.
Тренутно, формуле, графикони и кораци корекције усвојени од стране домаћих и страних стандарда (као што су ГБ/З 32458 [2], ИСО/ТР 17766 [3], итд.) за вискозне течности су у основи из стандарда Америчке хидраулике. Институт.Када је познато да је учинак медијума за транспорт пумпе вода, стандард Америчког хидрауличког института АНСИ/ХИ9.6.7-2015 [4] даје детаљне кораке корекције и релевантне формуле прорачуна.
4. Инжењерско искуство у примени
Од развоја центрифугалних пумпи, претходници индустрије пумпи су сумирали различите методе за модификацију перформанси центрифугалних пумпи од воде до вискозних медија, свака са предностима и недостацима:
4.1 Модел АЈСтепанова
4.2 Пацига метода
4.3 Амерички хидраулични институт
4.4 Немачка КСБ метода
5. Мере предострожности
5.1 Применљиви медији
Табела конверзије и формула за израчунавање су применљиви само на хомогену вискозну течност, која се обично назива Њутновска течност (као што је уље за подмазивање), али не и на нењутновску течност (као што је течност са влакнима, крема, пулпа, течност мешавине воде угља итд. .)
5.2 Применљив проток
Читање није практично.
Тренутно, формуле и графикони корекције у земљи и иностранству представљају сажетак емпиријских података, који ће бити ограничени условима тестирања.Стога, у практичним инжењерским применама, посебну пажњу треба обратити на: различите формуле корекције или графиконе треба користити за различите опсеге протока.
5.3 Применљиви тип пумпе
Модификоване формуле и графикони су применљиви само на центрифугалне пумпе са конвенционалним хидрауличним дизајном, отвореним или затвореним радним колима и раде близу тачке оптималне ефикасности (уместо на крајњем крају криве пумпе).Пумпе специјално дизајниране за вискозне или хетерогене течности не могу да користе ове формуле и графиконе.
5.4 Применљива маргина сигурности кавитације
Када се пумпа течност високог вискозитета, од НПСХА и НПСХ3 се захтева да имају довољну сигурносну маргину кавитације, која је већа од оне која је наведена у неким стандардима и спецификацијама (као што је АНСИ/ХИ 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Остало
1) Утицај вискозитета на перформансе центрифугалне пумпе је тешко израчунати тачном формулом или проверити графиконом, и може се претворити само кривом добијеном из теста.Стога, у практичним инжењерским апликацијама, приликом одабира опреме за вожњу (са снагом), треба узети у обзир да се резервише довољна сигурносна маргина.
2) За течности са високим вискозитетом на собној температури, ако се пумпа (као што је високотемпературна пумпа за суспензију јединице за каталитичко крекинг у рафинерији) покрене на температури нижој од нормалне радне температуре, механички дизајн пумпе (као што је јачина осовине пумпе) и избор погона и спојнице треба да узме у обзир утицај обртног момента који се ствара повећањем вискозитета.Истовремено, треба напоменути да:
① Да би се смањиле тачке цурења (могуће незгоде), једностепена конзолна пумпа ће се користити колико год је то могуће;
② Кућиште пумпе треба да буде опремљено изолационим омотачем или уређајем за праћење топлоте како би се спречило очвршћавање медија током краткотрајног искључивања;
③ Ако је време искључења дуго, медијум у кућишту ће се испразнити и испразнити;
④ Да би се спречило да се пумпа тешко раставља због очвршћавања вискозног медија на нормалној температури, причвршћивачи на кућишту пумпе треба полако да се олабаве пре него што температура медијума падне на нормалну температуру (обратите пажњу на заштиту особља да бисте избегли опекотине ), тако да се тело пумпе и поклопац пумпе могу полако одвојити.
3) Пумпа са већом специфичном брзином бира се што је више могуће за транспорт вискозне течности, како би се смањио утицај вискозне течности на њен рад и побољшала ефикасност вискозне пумпе.
6. Закључак
Вискозност медијума има велики утицај на перформансе центрифугалне пумпе.Утицај вискозитета на перформансе центрифугалне пумпе је тешко израчунати тачном формулом или проверити помоћу графикона, тако да треба изабрати одговарајуће методе за корекцију перформанси пумпе.
Тек када је познат стварни вискозитет пумпаног медијума, он се може тачно одабрати како би се избегли многи проблеми на лицу места узроковани великом разликом између обезбеђеног вискозитета и стварног вискозитета.
Време поста: 27.12.2022