Wstęp
W wielu gałęziach przemysłu pompy odśrodkowe są często używane do transportu lepkich płynów.Z tego powodu często spotykamy się z następującymi problemami: jaka jest maksymalna lepkość, którą może obsłużyć pompa odśrodkowa;Jaka jest minimalna lepkość, którą należy skorygować, aby uzyskać wydajność pompy odśrodkowej.Obejmuje to wielkość pompy (przepływ pompowania), określoną prędkość (im niższa prędkość właściwa, tym większe straty tarcia tarczy), zastosowanie (wymagania dotyczące ciśnienia w systemie), oszczędność, łatwość konserwacji itp.
Ten artykuł szczegółowo przedstawi wpływ lepkości na wydajność pompy odśrodkowej, określenie współczynnika korygującego lepkość oraz kwestie wymagające uwagi w praktycznych zastosowaniach inżynierskich w połączeniu z odpowiednimi normami i doświadczeniem w praktyce inżynierskiej, wyłącznie w celach informacyjnych.
1. Maksymalna lepkość, jaką może obsłużyć pompa odśrodkowa
W niektórych referencjach zagranicznych maksymalna granica lepkości, z jaką może pracować pompa odśrodkowa, jest ustalona na 3000~3300 cSt (centisea, co odpowiada mm²/s).W tej kwestii CE Petersen miał wcześniejszy artykuł techniczny (opublikowany na spotkaniu Pacific Energy Association we wrześniu 1982 r.) i wysunął argument, że maksymalną lepkość, z jaką pompa odśrodkowa może sobie poradzić, można obliczyć na podstawie wielkości wylotu pompy dysza, jak pokazano we wzorze (1):
Vmax=300(D-1)
gdzie Vm jest maksymalną dopuszczalną lepkością kinematyczną SSU (uniwersalna lepkość Saybolta) pompy;D to średnica króćca wylotowego pompy (cale).
W praktycznej praktyce inżynierskiej ten wzór może być używany jako praktyczna zasada odniesienia.Nowoczesna teoria i konstrukcja pomp Guana Xingfana głosi, że: ogólnie pompa łopatkowa nadaje się do transportu przy lepkości mniejszej niż 150 cSt, ale w przypadku pomp odśrodkowych o NPSHR znacznie niższym niż NSHA, może być stosowana do lepkości 500 ~ 600 cSt;Gdy lepkość jest większa niż 650 cSt, wydajność pompy odśrodkowej znacznie spada i nie nadaje się ona do użytku.Ponieważ jednak pompa odśrodkowa działa w sposób ciągły i pulsacyjny w porównaniu z pompą wolumetryczną i nie wymaga zaworu bezpieczeństwa, a regulacja przepływu jest prosta, pompy odśrodkowe często stosuje się również w produkcji chemicznej, gdzie lepkość osiąga 1000 cSt.Ekonomiczna lepkość aplikacji pompy odśrodkowej jest zwykle ograniczona do około 500 ct, co w dużej mierze zależy od wielkości i zastosowania pompy.
2. Wpływ lepkości na pracę pompy odśrodkowej
Spadek ciśnienia, tarcie wirnika i strata wycieku wewnętrznego w wirniku i kanale przepływu łopatki kierującej / spirali pompy odśrodkowej w dużej mierze zależą od lepkości pompowanej cieczy.Dlatego podczas pompowania cieczy o dużej lepkości wydajność określana przy użyciu wody straci swoją efektywność. Lepkość medium ma duży wpływ na wydajność pompy odśrodkowej.W porównaniu z wodą im wyższa lepkość cieczy, tym większy przepływ i strata ciśnienia danej pompy przy danej prędkości.W związku z tym punkt optymalnej wydajności pompy przesunie się w kierunku niższego przepływu, przepływ i wysokość podnoszenia zmniejszą się, pobór mocy wzrośnie, a wydajność spadnie.Zdecydowana większość literatury i norm krajowych i zagranicznych oraz praktyka inżynierska wskazują, że lepkość ma niewielki wpływ na wysokość podnoszenia w punkcie wyłączenia pompy.
3. Wyznaczanie współczynnika korygującego lepkość
Gdy lepkość przekracza 20 cSt, wpływ lepkości na wydajność pompy jest oczywisty.Dlatego w praktycznych zastosowaniach inżynierskich, gdy lepkość osiąga 20 cSt, należy skorygować wydajność pompy odśrodkowej.Jednakże, gdy lepkość mieści się w zakresie 5~20 cSt, należy sprawdzić jego osiągi i moc dopasowaną do silnika.
Podczas pompowania lepkiego medium konieczna jest modyfikacja krzywej charakterystycznej podczas pompowania wody.
Obecnie wzory, wykresy i kroki korekcyjne przyjęte przez normy krajowe i zagraniczne (takie jak GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], itp.) dla cieczy lepkich pochodzą zasadniczo z norm American Hydraulic Instytut.Gdy wiadomo, że medium transportującym pompę jest woda, norma Amerykańskiego Instytutu Hydraulicznego ANSI/HI9.6.7-2015 [4] podaje szczegółowe kroki korekcji i odpowiednie wzory obliczeniowe.
4. Doświadczenie w zastosowaniach inżynierskich
Od czasu opracowania pomp odśrodkowych, poprzednicy przemysłu pompowego podsumowali różne metody modyfikowania wydajności pomp odśrodkowych, od wody po media lepkie, z których każda ma zalety i wady:
4.1 Model AJStepanoffa
4.2 Metoda Pacigi
4.3 Amerykański Instytut Hydrauliczny
4.4 Niemiecka metoda KSB
5. Środki ostrożności
5.1 Obowiązujące nośniki
Wykres przeliczeniowy i wzór obliczeniowy mają zastosowanie tylko do jednorodnej lepkiej cieczy, która jest powszechnie nazywana cieczą newtonowską (taką jak olej smarowy), ale nie do cieczy nienewtonowskich (takich jak ciecz z włóknem, śmietaną, miąższem, płynną mieszanką węgla i wody itp. .)
5.2 Obowiązujący przepływ
Czytanie nie jest praktyczne.
Obecnie formuły i wykresy korekcyjne w kraju i za granicą są podsumowaniem danych empirycznych, które będą ograniczone warunkami testowymi.Dlatego w praktycznych zastosowaniach inżynierskich należy zwrócić szczególną uwagę na: różne wzory korekcyjne lub wykresy powinny być stosowane dla różnych zakresów przepływu.
5.3 Odpowiedni typ pompy
Zmodyfikowane wzory i wykresy mają zastosowanie tylko do pomp odśrodkowych o konwencjonalnej konstrukcji hydraulicznej, z otwartymi lub zamkniętymi wirnikami i pracujących w pobliżu optymalnego punktu wydajności (a nie na drugim końcu krzywej pompy).Pompy specjalnie zaprojektowane do cieczy lepkich lub niejednorodnych nie mogą korzystać z tych wzorów i wykresów.
5.4 Obowiązujący margines bezpieczeństwa kawitacji
Podczas pompowania cieczy o dużej lepkości wymagane jest, aby NPSHA i NPSH3 miały wystarczający margines bezpieczeństwa kawitacji, który jest wyższy niż określony w niektórych normach i specyfikacjach (takich jak ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Inne
1) Wpływ lepkości na wydajność pompy odśrodkowej jest trudny do obliczenia za pomocą dokładnego wzoru lub sprawdzenia na wykresie i można go przeliczyć jedynie na podstawie krzywej uzyskanej z testu.Dlatego w praktycznych zastosowaniach inżynierskich przy doborze sprzętu napędowego (z zasilaniem) należy rozważyć zachowanie odpowiedniego marginesu bezpieczeństwa.
2) W przypadku cieczy o wysokiej lepkości w temperaturze pokojowej, jeżeli pompa (taka jak wysokotemperaturowa pompa szlamowa instalacji krakingu katalitycznego w rafinerii) jest uruchamiana przy temperaturze niższej niż normalna temperatura robocza, konstrukcja mechaniczna pompy (takich jak wytrzymałość wału pompy) oraz dobór napędu i sprzęgła powinny uwzględniać wpływ momentu obrotowego generowanego przez wzrost lepkości.Jednocześnie należy zauważyć, że:
① Aby zredukować punkty wycieków (możliwe wypadki), w miarę możliwości należy stosować jednostopniową pompę wspornikową;
② Obudowa pompy będzie wyposażona w płaszcz izolacyjny lub urządzenie do podgrzewania, aby zapobiec zestalaniu się medium podczas krótkotrwałego wyłączenia;
③ Jeśli czas wyłączenia jest długi, medium w obudowie zostanie opróżnione i oczyszczone;
④ Aby zapobiec trudnościom w demontażu pompy z powodu krzepnięcia lepkiego medium w normalnej temperaturze, elementy mocujące na obudowie pompy należy powoli poluzowywać, zanim temperatura medium spadnie do normalnej temperatury (należy zwrócić uwagę na ochronę personelu, aby uniknąć poparzeń ), aby można było powoli rozdzielić korpus pompy i pokrywę pompy.
3) Pompę o większej prędkości właściwej należy wybrać w miarę możliwości do transportu lepkiej cieczy, tak aby zmniejszyć wpływ lepkiej cieczy na jej działanie i poprawić wydajność lepkiej pompy.
6. Wniosek
Lepkość medium ma duży wpływ na wydajność pompy odśrodkowej.Wpływ lepkości na wydajność pompy odśrodkowej jest trudny do obliczenia za pomocą dokładnego wzoru lub sprawdzenia na wykresie, dlatego należy dobrać odpowiednie metody korygowania wydajności pompy.
Tylko wtedy, gdy znana jest rzeczywista lepkość pompowanego medium, można ją dokładnie dobrać, aby uniknąć wielu problemów na miejscu spowodowanych dużą różnicą między lepkością podaną a rzeczywistą.
Czas postu: 27 grudnia 2022 r