Вовед
Во многу индустрии, центрифугалните пумпи често се користат за транспорт на вискозна течност.Поради оваа причина, често се среќаваме со следниве проблеми: колкава е максималната вискозност со која може да се справи центрифугалната пумпа;Колкав е минималниот вискозитет што треба да се коригира за перформансите на центрифугалната пумпа.Ова ја вклучува големината на пумпата (проток на пумпање), специфичната брзина (колку е помала специфичната брзина, толку е поголема загубата на триење на дискот), примена (барања за притисок на системот), економичност, одржување итн.
Оваа статија детално ќе го претстави влијанието на вискозноста врз перформансите на центрифугалната пумпа, одредувањето на коефициентот за корекција на вискозноста и прашањата на кои им треба внимание во практичната инженерска примена во комбинација со релевантните стандарди и искуството во инженерската пракса, само за референца.
1. Максимален вискозитет со кој може да се справи центрифугалната пумпа
Во некои странски референци, максималната граница на вискозност со која може да се справи центрифугалната пумпа е поставена како 3000~3300cSt (centisea, еквивалентно на mm²/s).Во врска со ова прашање, CE Petersen имаше претходен технички труд (објавен на состанокот на Пацифичката енергетска асоцијација во септември 1982 година) и изнесе аргумент дека максималниот вискозитет со кој може да се справи центрифугалната пумпа може да се пресмета според големината на излезот на пумпата млазницата, како што е прикажано во Формула (1):
Vmax=300(D-1)
Каде, Vm е максимално дозволениот кинематски вискозитет SSU (универзален вискозитет на Saybolt) на пумпата;D е дијаметарот на излезната млазница на пумпата (инч).
Во практичната инженерска пракса, оваа формула може да се користи како правило за референца.Теоријата и дизајнот на модерната пумпа на Гуан Ксингфан смета дека: општо земено, пумпата со лопатка е погодна за пренесување со вискозитет помал од 150cSt, но за центрифугални пумпи со NPSHR многу помал од NSHA, може да се користи за вискозност од 500~600cSt;Кога вискозноста е поголема од 650cSt, перформансите на центрифугалната пумпа значително ќе се намалат и таа не е погодна за употреба.Меѓутоа, бидејќи центрифугалната пумпа е континуирана и пулсирачка во споредба со волуметриската пумпа и нема потреба од сигурносен вентил и регулирањето на протокот е едноставно, вообичаено е да се користат и центрифугални пумпи во хемиското производство каде што вискозноста достигнува 1000cSt.Економската примена на вискозноста на центрифугалната пумпа обично е ограничена на околу 500ct, што во голема мера зависи од големината и примената на пумпата.
2. Влијанието на вискозноста врз работата на центрифугалната пумпа
Губењето на притисокот, триењето на работното коло и губењето на внатрешното истекување во работното коло и водечката крила/протокот на проточниот премин на центрифугалната пумпа во голема мера зависат од вискозноста на испумпаната течност.Затоа, при пумпање течност со висок вискозитет, перформансите утврдени со вода ќе ја загубат својата ефикасност. Вискозноста на медиумот има големо влијание врз работата на центрифугалната пумпа.Во споредба со водата, колку е поголема вискозноста на течноста, толку е поголем протокот и загубата на главата на дадена пумпа со дадена брзина.Затоа, оптималната точка на ефикасност на пумпата ќе се движи кон помал проток, протокот и главата ќе се намалат, потрошувачката на енергија ќе се зголеми, а ефикасноста ќе се намали.Огромното мнозинство на домашна и странска литература и стандарди, како и искуството во инженерската пракса покажуваат дека вискозноста има мало влијание врз главата на точката на исклучување на пумпата.
3. Определување коефициент на корекција на вискозност
Кога вискозноста надминува 20cSt, ефектот на вискозноста врз работата на пумпата е очигледен.Затоа, во практични инженерски апликации, кога вискозноста ќе достигне 20cSt, работата на центрифугалната пумпа треба да се коригира.Меѓутоа, кога вискозноста е во опсег од 5~20 cSt, мора да се проверат неговите перформанси и моќта на совпаѓање на моторот.
При пумпање на вискозен медиум, неопходно е да се измени карактеристичната крива при пумпање вода.
Во моментов, формулите, графиконите и чекорите за корекција усвоени од домашни и странски стандарди (како GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3] итн.) за вискозни течности во основа се од стандардите на американскиот Hydraulic Институтот.Кога се знае дека перформансите на медиумот за транспорт на пумпата се вода, стандардот на Американскиот хидрауличен институт ANSI/HI9.6.7-2015 [4] дава детални чекори за корекција и релевантни формули за пресметка.
4. Искуство со инженерска апликација
Од развојот на центрифугалните пумпи, претходниците на пумпната индустрија сумирале различни методи за менување на перформансите на центрифугалните пумпи од вода до вискозни медиуми, секој со предности и недостатоци:
4.1 Модел AJStepanoff
4.2 Paciga метод
4.3 Американски хидрауличен институт
4.4 Германија KSB метод
5. Мерки на претпазливост
5.1 Применливи медиуми
Табелата за конверзија и формулата за пресметка се применливи само за хомогена вискозна течност, која вообичаено се нарекува Њутнова течност (како што е маслото за подмачкување), но не и за течност што не е Њутн (како течност со влакна, крем, пулпа, течност од мешавина од вода од јаглен итн. .)
5.2 Применлив проток
Читањето не е практично.
Во моментов, формулите за корекција и графиконите дома и во странство се резиме на емпириски податоци, кои ќе бидат ограничени од условите за тестирање.Затоа, во практичните инженерски апликации, посебно внимание треба да се посвети на: различни формули за корекција или графикони треба да се користат за различни опсези на проток.
5.3 Применлив тип на пумпа
Изменетите формули и графикони се применливи само за центрифугални пумпи со конвенционален хидрауличен дизајн, отворени или затворени работни кола и работат во близина на оптималната точка на ефикасност (наместо на крајниот крај на кривата на пумпата).Пумпите специјално дизајнирани за вискозни или хетерогени течности не можат да ги користат овие формули и графикони.
5.4 Применлива безбедносна маржа при кавитација
При пумпање течност со висок вискозитет, од NPSHA и NPSH3 се бара да имаат доволна безбедносна маргина на кавитација, која е повисока од онаа наведена во некои стандарди и спецификации (како ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Други
1) Влијанието на вискозноста врз работата на центрифугалната пумпа е тешко да се пресмета со точна формула или да се провери со графикон, и може да се конвертира само со кривата добиена од тестот.Затоа, во практичните инженерски апликации, при изборот на опремата за возење (со моќност), треба да се земе предвид да се резервира доволна безбедносна маржа.
2) За течности со висок вискозитет на собна температура, ако пумпата (како што е пумпата за кашеста маса со висока температура на единицата за каталитички пукање во рафинеријата) се стартува на температура пониска од нормалната работна температура, механичкиот дизајн на пумпата (како што е јачината на вратилото на пумпата) и изборот на погонот и спојката треба да го земат предвид влијанието на вртежниот момент генериран од зголемувањето на вискозноста.Во исто време, треба да се забележи дека:
① За да се намалат точките на истекување (можни несреќи), треба да се користи едностепена конзолна пумпа колку што е можно повеќе;
② Обвивката на пумпата треба да биде опремена со изолациона обвивка или уред за следење на топлина за да се спречи средно зацврстување при краткотрајно исклучување;
③ Ако времето на исклучување е долго, медиумот во обвивката ќе се испразни и исчисти;
④ Со цел да се спречи тешко расклопување на пумпата поради зацврстување на вискозниот медиум при нормална температура, прицврстувачите на куќиштето на пумпата треба полека да се олабават пред температурата на средната температура да падне на нормална температура (обрнете внимание на заштитата на персоналот за да избегнете изгореници ), така што телото на пумпата и капакот на пумпата можат полека да се одвојат.
3) Пумпата со поголема специфична брзина треба да биде избрана колку што е можно повеќе за транспорт на вискозна течност, за да се намали влијанието на вискозната течност врз нејзините перформанси и да се подобри ефикасноста на вискозната пумпа.
6. Заклучок
Вискозноста на медиумот има големо влијание врз работата на центрифугалната пумпа.Влијанието на вискозноста врз работата на центрифугалната пумпа е тешко да се пресмета со точна формула или да се провери со графикон, па затоа треба да се изберат соодветни методи за да се поправат перформансите на пумпата.
Само кога ќе се знае вистинската вискозност на пумпаниот медиум, може точно да се избере за да се избегнат многу проблеми на лице место предизвикани од големата разлика помеѓу обезбедената вискозност и вистинската вискозност.
Време на објавување: 27-12-2022 година