Uvod
V mnogih panogah se centrifugalne črpalke pogosto uporabljajo za transport viskozne tekočine.Zaradi tega se pogosto srečujemo z naslednjimi težavami: kolikšna je maksimalna viskoznost, ki jo centrifugalna črpalka prenese;Kolikšna je najmanjša viskoznost, ki jo je treba popraviti za delovanje centrifugalne črpalke.To vključuje velikost črpalke (pretok črpanja), specifično hitrost (nižja kot je specifična hitrost, večja je izguba zaradi trenja diska), uporabo (zahteve sistemskega tlaka), gospodarnost, vzdržljivost itd.
Ta članek bo podrobno predstavil vpliv viskoznosti na delovanje centrifugalne črpalke, določitev korekcijskega koeficienta viskoznosti in zadeve, ki zahtevajo pozornost pri praktični inženirski uporabi v kombinaciji z ustreznimi standardi in izkušnjami inženirske prakse, samo za referenco.
1. Največja viskoznost, ki jo lahko prenese centrifugalna črpalka
V nekaterih tujih referencah je najvišja meja viskoznosti, ki jo centrifugalna črpalka prenese, nastavljena na 3000~3300 cSt (centisea, kar ustreza mm²/s).O tem vprašanju je imel CE Petersen prejšnji tehnični dokument (objavljen na sestanku Pacific Energy Association septembra 1982) in je predstavil argument, da je največjo viskoznost, ki jo lahko prenese centrifugalna črpalka, mogoče izračunati glede na velikost izhodne odprtine črpalke. šoba, kot je prikazano v formuli (1):
Vmax=300(D-1)
Kjer je Vm največja dovoljena kinematična viskoznost SSU (univerzalna Sayboltova viskoznost) črpalke;D je premer izhodne šobe črpalke (palec).
V praktični inženirski praksi se lahko ta formula uporablja kot pravilo za referenco.Sodobna teorija in zasnova črpalke Guana Xingfana pravi, da: na splošno je lopatna črpalka primerna za transport z viskoznostjo manj kot 150 cSt, vendar se lahko za centrifugalne črpalke z NPSHR veliko manjšo od NSHA uporablja za viskoznost 500 ~ 600 cSt;Ko je viskoznost večja od 650 cSt, se bo zmogljivost centrifugalne črpalke močno zmanjšala in ni primerna za uporabo.Ker pa je centrifugalna črpalka neprekinjena in pulzirajoča v primerjavi z volumetrično črpalko in ne potrebuje varnostnega ventila in je regulacija pretoka enostavna, je tudi običajna uporaba centrifugalnih črpalk v kemični proizvodnji, kjer viskoznost doseže 1000 cSt.Ekonomična viskoznost centrifugalne črpalke je običajno omejena na približno 500 ct, kar je v veliki meri odvisno od velikosti in uporabe črpalke.
2. Vpliv viskoznosti na delovanje centrifugalne črpalke
Izguba tlaka, trenje rotorja in izguba zaradi notranjega puščanja v rotorju in prehodu vodilne lopatice/volumatnega toka centrifugalne črpalke so v veliki meri odvisni od viskoznosti črpane tekočine.Zato bo pri črpanju tekočine z visoko viskoznostjo zmogljivost, določena z vodo, izgubila svojo učinkovitost. Viskoznost medija močno vpliva na delovanje centrifugalne črpalke.V primerjavi z vodo, večja kot je viskoznost tekočine, večji je pretok in izguba višine dane črpalke pri določeni hitrosti.Zato se bo optimalna točka učinkovitosti črpalke premaknila proti nižjemu pretoku, pretok in višina se bosta zmanjšala, poraba energije se bo povečala, učinkovitost pa zmanjšala.Velika večina domače in tuje literature in standardov ter izkušenj inženirske prakse kažejo, da viskoznost malo vpliva na tlačno višino na mestu izklopa črpalke.
3. Določitev korekcijskega koeficienta viskoznosti
Ko viskoznost preseže 20 cSt, je učinek viskoznosti na delovanje črpalke očiten.Zato je treba v praktičnih inženirskih aplikacijah, ko viskoznost doseže 20 cSt, popraviti delovanje centrifugalne črpalke.Ko pa je viskoznost v območju 5~20 cSt, je treba preveriti njegovo delovanje in moč motorja.
Pri črpanju viskoznega medija je potrebno spremeniti karakteristično krivuljo pri črpanju vode.
Trenutno so formule, grafikoni in korekcijski koraki, sprejeti z domačimi in tujimi standardi (kot so GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3] itd.) za viskozne tekočine, v bistvu iz standardov American Hydraulic. Inštitut.Če je znano, da je zmogljivost transportnega medija črpalke voda, standard Ameriškega hidravličnega inštituta ANSI/HI9.6.7-2015 [4] podaja podrobne korake popravka in ustrezne formule za izračun.
4. Izkušnje z inženirsko uporabo
Od razvoja centrifugalnih črpalk so predhodniki industrije črpalk povzeli različne metode za spreminjanje delovanja centrifugalnih črpalk iz vode v viskozne medije, od katerih ima vsaka svoje prednosti in slabosti:
4.1 Model AJStepanoffa
4.2 Metoda Paciga
4.3 Ameriški hidravlični inštitut
4.4 Nemčija KSB metoda
5. Varnostni ukrepi
5.1 Veljavni mediji
Pretvorbena tabela in formula za izračun veljata samo za homogeno viskozno tekočino, ki se običajno imenuje newtonska tekočina (kot je mazalno olje), ne pa za ne-newtonsko tekočino (kot je tekočina z vlakni, smetano, kašo, tekočino iz mešanice premoga in vode itd. .)
5.2 Veljavni pretok
Branje ni praktično.
Trenutno so korekcijske formule in grafikoni doma in v tujini povzetek empiričnih podatkov, ki bodo omejeni s preskusnimi pogoji.Zato je treba v praktičnih inženirskih aplikacijah posebno pozornost nameniti: za različna območja pretoka je treba uporabiti različne korekcijske formule ali diagrame.
5.3 Veljavna vrsta črpalke
Spremenjene formule in grafikoni so uporabni samo za centrifugalne črpalke s konvencionalno hidravlično zasnovo, odprtimi ali zaprtimi tekači in delujejo blizu točke optimalne učinkovitosti (namesto na skrajnem koncu krivulje črpalke).Črpalke, izdelane posebej za viskozne ali heterogene tekočine, ne morejo uporabljati teh formul in tabel.
5.4 Veljavna varnostna meja kavitacije
Pri črpanju tekočine z visoko viskoznostjo morata NPSHA in NPSH3 imeti zadostno kavitacijsko varnostno rezervo, ki je višja od tiste, določene v nekaterih standardih in specifikacijah (kot je ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Drugo
1) Vpliv viskoznosti na delovanje centrifugalne črpalke je težko izračunati z natančno formulo ali preveriti z diagramom in ga je mogoče pretvoriti le s krivuljo, dobljeno s preskusom.Zato je treba v praktičnih inženirskih aplikacijah pri izbiri pogonske opreme (z močjo) upoštevati zadostno rezervo varnosti.
2) Za tekočine z visoko viskoznostjo pri sobni temperaturi, če se črpalka (kot je visokotemperaturna črpalka za gnojevko v enoti za katalitski kreking v rafineriji) zažene pri temperaturi, ki je nižja od običajne delovne temperature, mehanska zasnova črpalke (kot je trdnost gredi črpalke) ter pri izbiri pogona in sklopke je treba upoštevati vpliv navora, ki nastane zaradi povečanja viskoznosti.Hkrati je treba opozoriti, da:
① Da bi zmanjšali mesta puščanja (možne nesreče), je treba čim bolj uporabiti enostopenjsko konzolno črpalko;
② Ohišje črpalke mora biti opremljeno z izolacijskim plaščem ali napravo za sledenje toplote, da se prepreči strjevanje medija med kratkotrajno zaustavitvijo;
③ Če je čas zaustavitve dolg, je treba medij v lupini izprazniti in očistiti;
④ Da preprečite, da bi bilo črpalke težko razstaviti zaradi strjevanja viskoznega medija pri normalni temperaturi, je treba pritrdilne elemente na ohišju črpalke počasi sprostiti, preden temperatura medija pade na normalno temperaturo (bodite pozorni na zaščito osebja, da preprečite opekline ), tako da je mogoče ohišje črpalke in pokrov črpalke počasi ločiti.
3) Črpalko z višjo specifično hitrostjo je treba izbrati čim dlje za transport viskozne tekočine, da se zmanjša vpliv viskozne tekočine na njeno delovanje in izboljša učinkovitost viskozne črpalke.
6. Zaključek
Viskoznost medija ima velik vpliv na delovanje centrifugalne črpalke.Vpliv viskoznosti na delovanje centrifugalne črpalke je težko izračunati z natančno formulo ali preveriti z diagramom, zato je treba izbrati ustrezne metode za popravljanje delovanja črpalke.
Šele ko je znana dejanska viskoznost črpanega medija, jo je mogoče natančno izbrati, da se izognete številnim težavam na kraju samem, ki jih povzroča velika razlika med podano viskoznostjo in dejansko viskoznostjo.
Čas objave: 27. december 2022