Introducere
În multe industrii, pompele centrifuge sunt adesea folosite pentru transportul fluidului vâscos.Din acest motiv, întâlnim adesea următoarele probleme: cât este vâscozitatea maximă pe care o poate suporta pompa centrifugă;Care este vâscozitatea minimă care trebuie corectată pentru performanța pompei centrifuge.Aceasta implică dimensiunea pompei (debitul de pompare), viteza specifică (cu cât viteza specifică este mai mică, cu atât pierderea prin frecare a discului este mai mare), aplicarea (cerințele de presiune a sistemului), economie, mentenanță etc.
Acest articol va introduce în detaliu influența vâscozității asupra performanței pompei centrifuge, determinarea coeficientului de corecție a vâscozității și aspectele care necesită atenție în aplicațiile practice de inginerie în combinație cu standardele relevante și experiența în practică inginerească, doar pentru referință.
1. Viscozitatea maximă pe care o poate gestiona pompa centrifugă
În unele referințe străine, limita maximă de vâscozitate pe care o poate gestiona pompa centrifugă este setată la 3000~3300cSt (centisea, echivalent cu mm²/s).Cu privire la această problemă, CE Petersen a avut o lucrare tehnică anterioară (publicată la reuniunea Pacific Energy Association din septembrie 1982) și a prezentat un argument că vâscozitatea maximă pe care o poate suporta pompa centrifugă poate fi calculată în funcție de dimensiunea ieșirii pompei. duză, așa cum se arată în Formula (1):
Vmax=300(D-1)
Unde, Vm este vâscozitatea cinematică maximă admisă SSU (vâscozitatea universală Saybolt) a pompei;D este diametrul duzei de evacuare a pompei (inch).
În practica practică a ingineriei, această formulă poate fi folosită ca regulă de referință.Teoria și designul modern al pompei Guan Xingfan susțin că: în general, pompa cu palete este potrivită pentru transportul cu vâscozitate mai mică de 150cSt, dar pentru pompele centrifuge cu NPSHR mult mai mică decât NSHA, poate fi utilizată pentru vâscozitate de 500~600cSt;Când vâscozitatea este mai mare de 650cSt, performanța pompei centrifuge va scădea foarte mult și nu este potrivită pentru utilizare.Cu toate acestea, deoarece pompa centrifugă este continuă și pulsatilă în comparație cu pompa volumetrică și nu are nevoie de o supapă de siguranță, iar reglarea debitului este simplă, este, de asemenea, comună utilizarea pompelor centrifuge în producția chimică unde vâscozitatea atinge 1000cSt.Vâscozitatea de aplicare economică a pompei centrifuge este de obicei limitată la aproximativ 500 ct, care depinde în mare măsură de dimensiunea și aplicarea pompei.
2. Influența vâscozității asupra performanței pompei centrifuge
Pierderea de presiune, frecarea rotorului și pierderea de scurgere internă în rotor și trecerea debitului paletei/volutei de ghidare a pompei centrifuge depind în mare măsură de vâscozitatea lichidului pompat.Prin urmare, la pomparea lichidului cu vâscozitate mare, performanța determinată cu apă își va pierde eficacitatea Vâscozitatea mediului are un impact mare asupra performanței pompei centrifuge.În comparație cu apa, cu cât vâscozitatea lichidului este mai mare, cu atât debitul și pierderea de sarcină ale unei anumite pompe la o anumită viteză sunt mai mari.Prin urmare, punctul optim de eficiență al pompei se va deplasa către un debit mai mic, debitul și înălțimea vor scădea, consumul de energie va crește, iar eficiența va scădea.Marea majoritate a literaturii și standardelor interne și străine, precum și a experienței în practica inginerească, arată că vâscozitatea are un efect redus asupra capului la punctul de oprire a pompei.
3. Determinarea coeficientului de corecție a vâscozității
Când vâscozitatea depășește 20cSt, efectul vâscozității asupra performanței pompei este evident.Prin urmare, în aplicațiile practice de inginerie, când vâscozitatea atinge 20cSt, performanța pompei centrifuge trebuie corectată.Cu toate acestea, atunci când vâscozitatea este în intervalul 5~20 cSt, trebuie verificate performanța sa și puterea de potrivire a motorului.
La pomparea unui mediu vâscos, este necesară modificarea curbei caracteristice la pomparea apei.
În prezent, formulele, diagramele și etapele de corecție adoptate de standardele interne și străine (cum ar fi GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3] etc.) pentru lichide vâscoase sunt în principiu din standardele American Hydraulic. Institut.Când se știe că performanța mediului de transport al pompei este apa, standardul Institutului Hidraulic American ANSI/HI9.6.7-2015 [4] oferă pași de corecție detaliați și formule de calcul relevante.
4. Experiență în aplicații de inginerie
De la dezvoltarea pompelor centrifuge, predecesorii industriei pompelor au rezumat o varietate de metode de modificare a performanței pompelor centrifuge de la apă la medii vâscoase, fiecare având avantaje și dezavantaje:
4.1 Modelul AJStepanoff
4.2 Metoda Paciga
4.3 Institutul American Hidraulic
4.4 Metoda KSB din Germania
5. Precauții
5.1 Media aplicabile
Diagrama de conversie și formula de calcul sunt aplicabile numai lichidului vâscos omogen, care este denumit în mod obișnuit lichid newtonian (cum ar fi uleiul de lubrifiere), dar nu și lichidului non-newtonian (cum ar fi lichid cu fibre, smântână, pulpă, lichid de amestec de apă de cărbune etc. .)
5.2 Debitul aplicabil
Cititul nu este practic.
În prezent, formulele de corecție și graficele din țară și din străinătate sunt rezumatul datelor empirice, care vor fi restricționate de condițiile de testare.Prin urmare, în aplicațiile practice de inginerie, trebuie acordată o atenție deosebită: diferite formule sau diagrame de corecție trebuie utilizate pentru diferite domenii de debit.
5.3 Tipul de pompă aplicabil
Formulele și diagramele modificate sunt aplicabile numai pompelor centrifuge cu design hidraulic convențional, rotoare deschise sau închise și care funcționează în apropierea punctului de eficiență optimă (mai degrabă decât la capătul îndepărtat al curbei pompei).Pompele special concepute pentru lichide vâscoase sau eterogene nu pot folosi aceste formule și diagrame.
5.4 Marja de siguranță aplicabilă pentru cavitație
Când pompăm lichid cu vâscozitate mare, NPSHA și NPSH3 trebuie să aibă o marjă de siguranță suficientă pentru cavitație, care este mai mare decât cea specificată în unele standarde și specificații (cum ar fi ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Altele
1) Influența vâscozității asupra performanței pompei centrifuge este dificil de calculat printr-o formulă precisă sau verificată prin diagramă și poate fi convertită numai prin curba obținută în urma testului.Prin urmare, în aplicațiile practice de inginerie, atunci când se selectează echipamentul de conducere (cu putere), ar trebui să ia în considerare rezervarea unei marje de siguranță suficiente.
2) Pentru lichide cu vâscozitate mare la temperatura camerei, dacă pompa (cum ar fi pompa de șlam la temperatură înaltă a unității de cracare catalitică din rafinărie) este pornită la o temperatură mai mică decât temperatura normală de funcționare, proiectarea mecanică a pompei (cum ar fi rezistența arborelui pompei) și selectarea antrenării și cuplajului ar trebui să țină cont de influența cuplului generat de creșterea vâscozității.În același timp, trebuie menționat că:
① Pentru a reduce punctele de scurgere (posibile accidente), se va utiliza pe cât posibil o pompă cantilever cu o singură treaptă;
② Carcasa pompei va fi echipată cu manta izolatoare sau dispozitiv de urmărire a căldurii pentru a preveni solidificarea medie în timpul opririi pe termen scurt;
③ Dacă timpul de oprire este lung, mediul din carcasă va fi golit și purjat;
④ Pentru a preveni ca pompa să fie dificil de dezasamblat din cauza solidificării mediului vâscos la temperatură normală, elementele de fixare de pe carcasa pompei trebuie slăbite încet înainte ca temperatura medie să scadă la temperatura normală (atenție la protecția personalului pentru a evita opărirea). ), astfel încât corpul pompei și capacul pompei să poată fi separate încet.
3) Pompa cu viteză specifică mai mare va fi selectată pe cât posibil pentru a transporta lichid vâscos, astfel încât să reducă impactul lichidului vâscos asupra performanței sale și să îmbunătățească eficiența pompei vâscoase.
6. Concluzie
Vâscozitatea mediului are o mare influență asupra performanței pompei centrifuge.Influența vâscozității asupra performanței pompei centrifuge este dificil de calculat printr-o formulă precisă sau verificată prin diagramă, așa că trebuie selectate metode adecvate pentru a corecta performanța pompei.
Numai când se cunoaște vâscozitatea reală a mediului pompat, acesta poate fi selectat cu precizie pentru a evita multe probleme la fața locului cauzate de diferența mare dintre vâscozitatea furnizată și vâscozitatea reală.
Ora postării: 27-dec-2022