Introduktion
I mange industrier bruges centrifugalpumper ofte til at transportere viskøs væske.Af denne grund støder vi ofte på følgende problemer: hvor meget er den maksimale viskositet, som centrifugalpumpen kan klare;Hvad er den mindste viskositet, der skal korrigeres for centrifugalpumpens ydeevne.Dette involverer størrelsen af pumpen (pumpeflow), den specifikke hastighed (jo lavere den specifikke hastighed, desto større skivefriktionstab), anvendelse (krav til systemtryk), økonomi, vedligeholdelse osv.
Denne artikel vil i detaljer introducere viskositetens indflydelse på centrifugalpumpens ydeevne, bestemmelsen af viskositetskorrektionskoefficienten og de forhold, der kræver opmærksomhed i praktisk ingeniøranvendelse i kombination med relevante standarder og erfaring med ingeniørpraksis, kun til reference.
1. Maksimal viskositet, som centrifugalpumpen kan håndtere
I nogle udenlandske referencer er den maksimale viskositetsgrænse, som centrifugalpumpen kan håndtere, indstillet til 3000~3300cSt (centisea, svarende til mm²/s).Om dette spørgsmål havde CE Petersen et tidligere teknisk papir (offentliggjort på mødet i Pacific Energy Association i september 1982) og fremførte et argument om, at den maksimale viskositet, som centrifugalpumpen kan håndtere, kan beregnes ud fra størrelsen af pumpeudløbet. dyse, som vist i Formel (1):
Vmax=300(D-1)
Hvor Vm er den maksimalt tilladte kinematiske viskositet SSU (Saybolt universal viscosity) for pumpen;D er diameteren af pumpens udløbsdyse (tommer).
I praktisk ingeniørpraksis kan denne formel bruges som en tommelfingerregel til reference.Guan Xingfans moderne pumpeteori og design hævder, at: generelt er vingepumpen egnet til transport med en viskositet på mindre end 150cSt, men til centrifugalpumper med NPSHR langt mindre end NSHA, kan den bruges til en viskositet på 500~600cSt;Når viskositeten er større end 650cSt, vil centrifugalpumpens ydeevne falde kraftigt, og den er ikke egnet til brug.Men fordi centrifugalpumpen er kontinuerlig og pulserende sammenlignet med volumetrisk pumpe, og ikke behøver en sikkerhedsventil og flowreguleringen er enkel, er det også almindeligt at bruge centrifugalpumper i kemisk produktion, hvor viskositeten når 1000cSt.Den økonomiske anvendelsesviskositet af centrifugalpumpen er normalt begrænset til omkring 500ct, hvilket i høj grad afhænger af pumpens størrelse og anvendelse.
2. Viskositetens indflydelse på centrifugalpumpens ydeevne
Tryktabet, pumpehjulets friktion og interne lækagetab i pumpehjulet og ledeskovle/spiralstrømspassagen i centrifugalpumpen afhænger i høj grad af den pumpede væskes viskositet.Derfor, når der pumpes væske med høj viskositet, vil ydeevnen bestemt med vand miste sin effektivitet. Mediets viskositet har stor indflydelse på centrifugalpumpens ydeevne.Sammenlignet med vand, jo højere væskens viskositet er, jo større er flow og løftehøjdetab for en given pumpe ved en given hastighed.Derfor vil pumpens optimale effektivitetspunkt bevæge sig mod et lavere flow, flow og løftehøjde vil falde, strømforbruget vil stige, og effektiviteten vil falde.Langt størstedelen af indenlandsk og udenlandsk litteratur og standarder samt erfaring fra ingeniørpraksis viser, at viskositeten har ringe indflydelse på hovedet ved pumpens afspærringspunkt.
3. Bestemmelse af viskositetskorrektionskoefficient
Når viskositeten overstiger 20cSt, er viskositetens effekt på pumpens ydeevne indlysende.Derfor, i praktiske tekniske applikationer, når viskositeten når 20cSt, skal centrifugalpumpens ydeevne korrigeres.Men når viskositeten er i området 5~20 cSt, skal dens ydeevne og motorens matchende effekt kontrolleres.
Ved pumpning af viskøst medium er det nødvendigt at ændre den karakteristiske kurve ved pumpning af vand.
På nuværende tidspunkt er formlerne, diagrammerne og korrektionstrinene, der er vedtaget af indenlandske og udenlandske standarder (såsom GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], osv.) for tyktflydende væsker grundlæggende fra standarderne fra American Hydraulic Institut.Når ydelsen af pumpetransportmediet vides at være vand, giver American Hydraulic Institute standard ANSI/HI9.6.7-2015 [4] detaljerede korrektionstrin og relevante beregningsformler.
4. Engineering ansøgning erfaring
Siden udviklingen af centrifugalpumper har pumpeindustriens forgængere opsummeret en række forskellige metoder til at ændre ydeevnen af centrifugalpumper fra vand til viskøse medier, hver med fordele og ulemper:
4.1 AJStepanoff-model
4.2 Paciga-metoden
4.3 American Hydraulic Institute
4.4 Tyskland KSB metode
5. Forholdsregler
5.1 Gældende medier
Omregningsdiagrammet og beregningsformlen gælder kun for homogen viskøs væske, som almindeligvis kaldes newtonsk væske (såsom smøreolie), men ikke på ikke-newtonsk væske (såsom væske med fiber, fløde, papirmasse, kulvandsblandingsvæske osv. .)
5.2 Gældende flow
At læse er ikke praktisk.
På nuværende tidspunkt er korrektionsformlerne og diagrammer i ind- og udland sammendraget af empiriske data, som vil være begrænset af testbetingelser.Derfor bør der i praktiske ingeniørmæssige applikationer lægges særlig vægt på: forskellige korrektionsformler eller diagrammer skal bruges til forskellige flowområder.
5.3 Gældende pumpetype
De modificerede formler og diagrammer gælder kun for centrifugalpumper med konventionelt hydraulisk design, åbne eller lukkede pumpehjul, og som arbejder tæt på det optimale effektivitetspunkt (i stedet for i den fjerneste ende af pumpekurven).Pumper, der er specielt designet til viskøse eller heterogene væsker, kan ikke bruge disse formler og diagrammer.
5.4 Gældende kavitationssikkerhedsmargin
Ved pumpning af væske med høj viskositet kræves det, at NPSHA og NPSH3 har tilstrækkelig kavitationssikkerhedsmargin, som er højere end den, der er specificeret i nogle standarder og specifikationer (såsom ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Andre
1) Indflydelsen af viskositet på centrifugalpumpens ydeevne er vanskelig at beregne ved hjælp af en nøjagtig formel eller kontrolleret ved diagram, og kan kun konverteres ved hjælp af kurven opnået fra testen.Derfor bør den i praktiske tekniske applikationer, når den vælger køreudstyr (med kraft), overveje at reservere tilstrækkelig sikkerhedsmargin.
2) For væsker med høj viskositet ved stuetemperatur, hvis pumpen (såsom højtemperatur-gyllepumpen i den katalytiske krakningsenhed i raffinaderiet) startes ved en temperatur, der er lavere end den normale driftstemperatur, er det mekaniske design af pumpen (såsom styrken af pumpeakslen) og valget af drev og kobling bør tage højde for indflydelsen af det drejningsmoment, der genereres af stigningen i viskositeten.Samtidig skal det bemærkes, at:
① For at reducere lækagepunkter (mulige ulykker), skal en-trins udkragningspumpe så vidt muligt anvendes;
② Pumpeskallen skal være udstyret med isoleringskappe eller varmesporingsanordning for at forhindre medium størkning under kortvarig nedlukning;
③ Hvis nedlukningstiden er lang, skal mediet i skallen tømmes og renses;
④ For at forhindre, at pumpen bliver svær at skille ad på grund af størkning af tyktflydende medium ved normal temperatur, skal fastgørelsesanordningerne på pumpehuset langsomt løsnes, før mediumtemperaturen falder til normal temperatur (vær opmærksom på personalebeskyttelse for at undgå skoldning ), så pumpehuset og pumpedækslet langsomt kan adskilles.
3) Pumpe med højere specifik hastighed skal så vidt muligt vælges til at transportere tyktflydende væske for at reducere virkningen af tyktflydende væske på dens ydeevne og forbedre effektiviteten af tyktflydende pumpe.
6. Konklusion
Mediets viskositet har stor indflydelse på centrifugalpumpens ydeevne.Indflydelsen af viskositet på centrifugalpumpens ydeevne er vanskelig at beregne ved hjælp af en nøjagtig formel eller kontrolleret ved hjælp af diagram, så passende metoder bør vælges til at korrigere pumpens ydeevne.
Kun når den faktiske viskositet af det pumpede medium er kendt, kan den vælges nøjagtigt for at undgå mange problemer på stedet forårsaget af den store forskel mellem den tilvejebragte viskositet og den faktiske viskositet.
Indlægstid: 27. december 2022