Uvod
U mnogim se industrijama centrifugalne pumpe često koriste za transport viskozne tekućine.Zbog toga se često susrećemo sa sljedećim problemima: kolika je maksimalna viskoznost koju centrifugalna pumpa može podnijeti;Koja je minimalna viskoznost koju je potrebno korigirati za rad centrifugalne pumpe.To uključuje veličinu crpke (protok pumpanja), specifičnu brzinu (što je niža specifična brzina, to je veći gubitak diska zbog trenja), primjenu (zahtjevi za tlakom sustava), ekonomičnost, mogućnost održavanja itd.
Ovaj će članak detaljno predstaviti utjecaj viskoznosti na performanse centrifugalne crpke, određivanje koeficijenta korekcije viskoznosti i pitanja koja zahtijevaju pozornost u praktičnoj inženjerskoj primjeni u kombinaciji s relevantnim standardima i iskustvom u inženjerskoj praksi, samo za referencu.
1. Maksimalna viskoznost koju centrifugalna pumpa može podnijeti
U nekim stranim referencama, maksimalna granica viskoznosti koju centrifugalna pumpa može podnijeti postavljena je na 3000~3300cSt (centisea, ekvivalentno mm²/s).O ovom pitanju, CE Petersen je imao raniji tehnički dokument (objavljen na sastanku Pacific Energy Association u rujnu 1982.) i iznio je argument da se maksimalna viskoznost koju centrifugalna pumpa može podnijeti može izračunati prema veličini izlaza pumpe. mlaznica, kao što je prikazano u formuli (1):
Vmax=300(D-1)
Gdje je Vm najveća dopuštena kinematička viskoznost SSU (Sayboltova univerzalna viskoznost) crpke;D je promjer izlazne mlaznice pumpe (inči).
U praktičnoj inženjerskoj praksi ova se formula može koristiti kao referentno pravilo.Teorija i dizajn moderne pumpe Guan Xingfana drži sljedeće: općenito, lopatica je prikladna za transport s viskozitetom manjim od 150 cSt, ali za centrifugalne pumpe s NPSHR daleko manjim od NSHA, može se koristiti za viskozitet od 500~600 cSt;Kada je viskoznost veća od 650 cSt, rad centrifugalne pumpe će se znatno smanjiti i ona nije prikladna za upotrebu.Međutim, budući da je centrifugalna pumpa kontinuirana i pulsirajuća u usporedbi s volumetrijskom pumpom, te ne treba sigurnosni ventil i regulacija protoka je jednostavna, također je uobičajeno koristiti centrifugalne pumpe u kemijskoj proizvodnji gdje viskoznost doseže 1000 cSt.Ekonomska viskoznost centrifugalne pumpe obično je ograničena na oko 500 ct, što uvelike ovisi o veličini i primjeni pumpe.
2. Utjecaj viskoznosti na rad centrifugalne pumpe
Gubitak tlaka, trenje rotora i unutarnji gubitak propuštanja u rotoru i prolazu vodeće lopatice/zavojnog protoka centrifugalne pumpe uvelike ovise o viskoznosti dizane tekućine.Stoga, kada se pumpa tekućina visoke viskoznosti, performanse određene vodom će izgubiti svoju učinkovitost. Viskoznost medija ima veliki utjecaj na performanse centrifugalne pumpe.U usporedbi s vodom, što je veća viskoznost tekućine, to je veći protok i gubitak visine pumpe pri određenoj brzini.Stoga će se točka optimalne učinkovitosti crpke pomaknuti prema manjem protoku, protok i visina će se smanjiti, potrošnja energije će se povećati, a učinkovitost će se smanjiti.Velika većina domaće i inozemne literature i standarda kao i iskustva inženjerske prakse pokazuju da viskoznost malo utječe na visinu na točki isključivanja pumpe.
3. Određivanje koeficijenta korekcije viskoznosti
Kada viskoznost prijeđe 20 cSt, učinak viskoznosti na performanse pumpe je očit.Stoga, u praktičnim inženjerskim primjenama, kada viskoznost dosegne 20 cSt, rad centrifugalne pumpe treba korigirati.Međutim, kada je viskoznost u rasponu od 5~20 cSt, moraju se provjeriti njegova izvedba i snaga prilagodbe motora.
Kod pumpanja viskoznog medija potrebno je modificirati karakterističnu krivulju prilikom pumpanja vode.
Trenutačno, formule, dijagrami i koraci korekcije usvojeni domaćim i stranim standardima (kao što su GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], itd.) za viskozne tekućine u osnovi su iz standarda američke hidraulike. Institut.Kada se zna da je učinak transportnog medija pumpe voda, standard Američkog hidrauličkog instituta ANSI/HI9.6.7-2015 [4] daje detaljne korake korekcije i relevantne formule za izračun.
4. Iskustvo u inženjerskoj primjeni
Od razvoja centrifugalnih crpki, prethodnici industrije crpki saželi su različite metode za modificiranje performansi centrifugalnih crpki od vode do viskoznih medija, od kojih svaka ima prednosti i nedostatke:
4.1 AJStepanoffov model
4.2 Paciga metoda
4.3 Američki hidraulički institut
4.4 Njemačka KSB metoda
5. Mjere opreza
5.1 Primjenjivi mediji
Grafikon pretvorbe i formula za izračun primjenjivi su samo na homogenu viskoznu tekućinu, koja se obično naziva Newtonska tekućina (kao što je ulje za podmazivanje), ali ne i na ne-Newtonovu tekućinu (kao što je tekućina s vlaknima, krema, pulpa, tekućina mješavine ugljena i vode itd. .)
5.2 Primjenjivi protok
Čitanje nije praktično.
Trenutačno su formule korekcije i grafikoni u zemlji i inozemstvu sažetak empirijskih podataka, koji će biti ograničeni uvjetima ispitivanja.Stoga, u praktičnim inženjerskim primjenama, posebnu pozornost treba obratiti na: različite korekcijske formule ili dijagrame treba koristiti za različite raspone protoka.
5.3 Primjenjivi tip pumpe
Modificirane formule i dijagrami primjenjivi su samo na centrifugalne crpke s konvencionalnim hidrauličkim dizajnom, otvorenim ili zatvorenim rotorima i rade blizu točke optimalne učinkovitosti (umjesto na krajnjem kraju krivulje pumpe).Pumpe posebno dizajnirane za viskozne ili heterogene tekućine ne mogu koristiti ove formule i grafikone.
5.4 Primjenjiva sigurnosna granica kavitacije
Prilikom pumpanja tekućine visoke viskoznosti, NPSHA i NPSH3 moraju imati dovoljnu granicu sigurnosti kavitacije, koja je viša od one navedene u nekim standardima i specifikacijama (kao što je ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Ostalo
1) Utjecaj viskoznosti na performanse centrifugalne pumpe teško je izračunati točnom formulom ili provjeriti dijagramom, a može se pretvoriti samo pomoću krivulje dobivene ispitivanjem.Stoga, u praktičnim inženjerskim primjenama, pri odabiru pogonske opreme (s snagom), treba uzeti u obzir da se rezervira dovoljna sigurnosna granica.
2) Za tekućine s visokom viskoznošću na sobnoj temperaturi, ako se pumpa (kao što je visokotemperaturna pumpa za mulj u jedinici za katalitičko krekiranje u rafineriji) pokrene na temperaturi nižoj od normalne radne temperature, mehanički dizajn pumpe (kao što je čvrstoća osovine pumpe) i odabir pogona i spojke treba uzeti u obzir utjecaj okretnog momenta generiranog povećanjem viskoznosti.Istovremeno, treba napomenuti da:
① Kako bi se smanjile točke istjecanja (moguće nesreće), jednostupanjska konzolna pumpa mora se koristiti što je više moguće;
② Kućište pumpe mora biti opremljeno izolacijskim omotačem ili uređajem za praćenje topline kako bi se spriječilo skrućivanje medija tijekom kratkotrajnog isključivanja;
③ Ako je vrijeme gašenja dugo, medij u ljusci mora se isprazniti i pročistiti;
④ Kako bi se spriječilo teško rastavljanje crpke zbog skrućivanja viskoznog medija na normalnoj temperaturi, pričvrsne elemente na kućištu pumpe treba polako otpustiti prije nego što temperatura medija padne na normalnu temperaturu (obratite pozornost na zaštitu osoblja kako biste izbjegli opekotine ), tako da se tijelo pumpe i poklopac pumpe mogu polako odvojiti.
3) Crpka s većom specifičnom brzinom odabire se što je moguće dalje za transport viskozne tekućine, kako bi se smanjio utjecaj viskozne tekućine na njenu izvedbu i poboljšala učinkovitost viskozne pumpe.
6. Zaključak
Viskoznost medija ima veliki utjecaj na performanse centrifugalne pumpe.Utjecaj viskoznosti na performanse centrifugalne pumpe teško je izračunati točnom formulom ili provjeriti dijagramom, stoga treba odabrati odgovarajuće metode za ispravljanje performansi pumpe.
Tek kada je poznata stvarna viskoznost dizanog medija, može se točno odabrati kako bi se izbjegli mnogi problemi na licu mjesta uzrokovani velikom razlikom između navedene i stvarne viskoznosti.
Vrijeme objave: 27. prosinca 2022