1. Tok
Količina tekočine, ki jo črpalka dovaja v časovni enoti, se imenuje pretok. Lahko se izrazi z volumskim pretokom qv, skupna enota pa je m3/s, m3/h ali L/s； Lahko se izrazi tudi z masnim pretokom qm , skupna enota pa je kg/s ali kg/h.
Razmerje med masnim in volumskim pretokom je:
qm=pqv
Kjer je p — gostota tekočine pri temperaturi dostave, kg/m³.
V skladu s potrebami kemičnega proizvodnega procesa in zahtevami proizvajalca se lahko pretok kemičnih črpalk izrazi na naslednji način: ① Normalni obratovalni pretok je pretok, ki je potreben za doseganje obsega proizvodnje v normalnih delovnih pogojih kemične proizvodnje.② Največji zahtevani pretok in najmanjši zahtevani pretok Ko se pogoji kemične proizvodnje spremenijo, največji in najmanjši zahtevani pretok črpalke.
③ Nazivni pretok črpalke mora določiti in jamčiti proizvajalec črpalke.Ta pretok mora biti enak ali večji od običajnega delovnega pretoka in se določi ob popolnem upoštevanju največjega in najmanjšega pretoka.Na splošno je nazivni pretok črpalke večji od normalnega delovnega pretoka ali celo enak največjemu zahtevanemu pretoku.
④ Največji dovoljeni pretok Največja vrednost pretoka črpalke, ki jo določi proizvajalec glede na zmogljivost črpalke v dovoljenem razponu strukturne trdnosti in pogonske moči.Ta vrednost pretoka mora biti na splošno večja od največjega zahtevanega pretoka.
⑤ Najmanjši dovoljeni pretok Najmanjša vrednost pretoka črpalke, ki jo določi proizvajalec glede na zmogljivost črpalke, da zagotovi, da lahko črpalka neprekinjeno in stabilno odvaja tekočino in da so temperatura črpalke, vibracije in hrup znotraj dovoljenega območja.Ta vrednost pretoka mora biti na splošno manjša od minimalnega zahtevanega pretoka.
2. Izhodni tlak
Izhodni tlak se nanaša na skupno energijo tlaka (v MPa) dovedene tekočine po prehodu skozi črpalko.Je pomemben znak, ali črpalka lahko opravi nalogo transporta tekočine.Pri kemičnih črpalkah lahko izpustni tlak vpliva na normalno napredovanje kemične proizvodnje.Zato se izpustni tlak kemične črpalke določi glede na potrebe kemičnega procesa.
V skladu s potrebami kemičnega proizvodnega procesa in zahtevami proizvajalca ima izpustni tlak predvsem naslednje metode izražanja.
① Normalni delovni tlak， Tlak izpusta črpalke, ki je potreben za kemično proizvodnjo v normalnih delovnih pogojih.
② Najvišji izpustni tlak， Ko se pogoji kemične proizvodnje spremenijo, izpustni tlak črpalke zahtevajo možni delovni pogoji.
③ Nazivni izpustni tlak, izpustni tlak, ki ga določi in jamči proizvajalec.Nazivni izpustni tlak mora biti enak ali višji od običajnega delovnega tlaka.Za črpalko z lopaticami mora biti izpustni tlak največji pretok.
④ Največji dovoljeni izpustni tlak Proizvajalec določi največji dovoljeni izpustni tlak črpalke glede na zmogljivost črpalke, strukturno trdnost, moč glavnega pogona itd. Največji dovoljeni izpustni tlak mora biti večji ali enak največjemu zahtevanemu izpustnemu tlaku, vendar mora biti nižji od največjega dovoljenega delovnega tlaka tlačnih delov črpalke.
3. Energetska glava
Energijska višina (nastavek ali energijska višina) črpalke je prirastek energije enote mase tekočine od vstopa v črpalko (vstopna prirobnica črpalke) do izhoda črpalke (izhodna prirobnica črpalke), to je efektivna energija, pridobljena po enota mase tekočine, ki teče skozi črpalko λ Je izražena v J/kg.
V preteklosti se je v sistemu inženirskih enot višina uporabljala za predstavitev efektivne energije, ki jo je pridobila enota mase tekočine po prehodu skozi črpalko, ki je bila predstavljena s simbolom H, enota pa je bila kgf · m/kgf ali m tekoči stolpec.
Razmerje med energijsko glavo h in glavo H je:
h=Hg
Kjer je g – gravitacijski pospešek, je vrednost 9,81m/s².
Višina je ključni parameter delovanja lopatične črpalke.Ker višina neposredno vpliva na izpustni tlak lopatne črpalke, je ta lastnost zelo pomembna za kemične črpalke.V skladu s potrebami kemičnega procesa in zahtevami proizvajalca so za dvig črpalke predlagane naslednje zahteve.
①Višina črpalke, določena z izpustnim tlakom in sesalnim tlakom črpalke v običajnih delovnih pogojih kemične proizvodnje.
② Največja zahtevana višina je višina črpalke, ko se spremenijo pogoji kemične proizvodnje in se lahko zahteva največji izpustni tlak (sesalni tlak ostane nespremenjen).
Dvig kemične lopatne črpalke je dvig pod največjim pretokom, ki se zahteva v kemični proizvodnji.
③ Nazivni dvig se nanaša na dvig lopatne črpalke pod nazivnim premerom rotorja, nazivno hitrostjo, nazivnim sesalnim in izpustnim tlakom, ki ga določi in jamči proizvajalec črpalke, vrednost dviga pa mora biti enaka ali večja od običajnega delovnega dviga.Na splošno je njegova vrednost enaka največjemu zahtevanemu dvigu.
④ Zaustavite glavo lopatne črpalke, ko je pretok enak nič.Nanaša se na največji mejni dvig lopatne črpalke.Na splošno izpustni tlak pod tem dvigom določa največji dovoljeni delovni tlak delov, ki nosijo pritisk, kot je ohišje črpalke.
Energijska višina (glava) črpalke je ključni karakteristični parameter črpalke.Proizvajalec črpalke zagotovi krivuljo višine (glave) energije pretoka s pretokom črpalke kot neodvisno spremenljivko.
4. Sesalni tlak
Nanaša se na tlak dovedene tekočine, ki vstopa v črpalko, ki je določen s pogoji kemične proizvodnje v kemični proizvodnji.Sesalni tlak črpalke mora biti večji od tlaka nasičene pare tekočine, ki jo je treba črpati pri temperaturi črpanja.Če je nižji od tlaka nasičene pare, bo črpalka povzročila kavitacijo.
Pri lopatični črpalki, ker je njena energetska višina (glava) odvisna od premera rotorja in hitrosti črpalke, se bo ob spremembi sesalnega tlaka ustrezno spremenil izpustni tlak lopatne črpalke.Zato sesalni tlak lopatne črpalke ne sme preseči njene največje dovoljene vrednosti sesalnega tlaka, da bi se izognili poškodbam zaradi nadtlaka črpalke, ki jih povzroči izpustni tlak črpalke, ki presega največji dovoljeni izpustni tlak.
Pri prostorninski črpalki, ker je njen izpustni tlak odvisen od tlaka izpustnega končnega sistema črpalke, se bo ob spremembi sesalnega tlaka črpalke spremenila tlačna razlika črpalke s prostornino in spremenila se bo tudi zahtevana moč.Zato sesalni tlak prostorninske črpalke ne sme biti prenizek, da bi se izognili preobremenitvi zaradi prevelike tlačne razlike črpalke.
Nazivni sesalni tlak črpalke je označen na imenski ploščici črpalke za nadzor sesalnega tlaka črpalke.
5. Moč in učinkovitost
Moč črpalke se običajno nanaša na vhodno moč, to je moč gredi, ki se prenese iz glavnega motorja na vrtečo se gred, izraženo v simbolih, enota pa je W ali KW.
Izhodna moč črpalke, to je energija, ki jo tekočina pridobi v enoti časa, se imenuje efektivna moč P. P=qmh=pgqvH
Kje, P - efektivna moč, W;
Qm - masni pretok, kg/s;Qv - prostorninski pretok, m³/s.
Zaradi različnih izgub črpalke med delovanjem je nemogoče pretvoriti vso vhodno moč voznika v izkoristek tekočine.Razlika med močjo gredi in efektivno močjo je izgubljena moč črpalke, ki se meri s silo učinkovitosti črpalke, njena vrednost pa je enaka efektivnemu P
Razmerje razmerja in moči gredi, in sicer: (1-4)
Truplo P.
Učinkovitost črpalke kaže tudi, v kolikšni meri tekočina porabi vhodno moč gredi črpalke.
6. Hitrost
Število vrtljajev na minuto gredi črpalke imenujemo vrtilna frekvenca, ki jo izražamo s simbolom n, enota pa je r/min.V mednarodnem standardnem sistemu enot (enota za hitrost v St je s-1, to je Hz. Nazivna hitrost črpalke je hitrost, pri kateri črpalka doseže nazivni pretok in nazivno višino pod nazivno velikostjo (npr. kot premer rotorja lopatične črpalke, premer bata batne črpalke itd.).
Ko se za neposreden pogon lopatne črpalke uporablja glavni pogon s fiksno hitrostjo (kot je motor), je nazivna hitrost črpalke enaka nazivni hitrosti glavnega pogona.
Ko jo poganja glavni motor z nastavljivo hitrostjo, je treba zagotoviti, da črpalka doseže nazivni pretok in nazivno višino pri nazivni hitrosti in lahko deluje neprekinjeno dolgo časa pri 105 % nazivne hitrosti.Ta hitrost se imenuje največja neprekinjena hitrost.Osnovni pogon z nastavljivo hitrostjo mora imeti mehanizem za samodejni izklop pri prekoračitvi hitrosti.Hitrost samodejnega izklopa je 120 % nazivne hitrosti črpalke.Zato mora črpalka kratek čas normalno delovati pri 120 % svoje nazivne hitrosti.
V kemični proizvodnji se glavni motor s spremenljivo hitrostjo uporablja za pogon lopatne črpalke, kar je priročno za spreminjanje delovnega stanja črpalke s spreminjanjem hitrosti črpalke, da se prilagodi spremembi pogojev kemične proizvodnje.Vendar pa mora delovanje črpalke izpolnjevati zgornje zahteve.
Hitrost vrtenja prostorninske črpalke je nizka (hitrost vrtenja batne črpalke je na splošno manjša od 200r/min; hitrost vrtenja rotorske črpalke je manjša od 1500r/min), zato se običajno uporablja glavni motor s fiksno vrtilno hitrostjo.Po upočasnitvi z reduktorjem je mogoče doseči delovno hitrost črpalke, hitrost črpalke pa je mogoče spremeniti tudi s pomočjo regulatorja hitrosti (kot je hidravlični pretvornik navora) ali regulacije hitrosti frekvenčne pretvorbe, da zadosti potrebam kemičnih proizvodni pogoji.
7. NPSH
Da bi preprečili kavitacijo črpalke, se dodatna vrednost energije (tlaka), dodana na podlagi vrednosti energije (tlaka) tekočine, ki jo vdihava, imenuje dodatek za kavitacijo.
V kemičnih proizvodnih enotah se višina tekočine na sesalnem koncu črpalke pogosto poveča, kar pomeni, da se kot dodatna energija (tlak) uporablja statični tlak tekočega stolpca, enota pa je meterski tekočinski stolpec.V praksi obstajata dve vrsti NPSH: zahtevani NPSH in učinkoviti NPSHa.
(1) zahteva se NPSH,
V bistvu je to padec tlaka dovedene tekočine po prehodu skozi vstop črpalke, njegovo vrednost pa določa črpalka sama.Manjša kot je vrednost, manjša je izguba upora na vstopu črpalke.Zato je NPSH najmanjša vrednost NPSH.Pri izbiri kemičnih črpalk mora NPSH črpalke izpolnjevati zahteve glede lastnosti tekočine, ki jo je treba dostaviti, in pogojev namestitve črpalke.NPSH je tudi pomemben nakupni pogoj pri naročanju kemičnih črpalk.
(2) Efektivni NPSH.
Prikazuje dejanski NPSH po namestitvi črpalke.Ta vrednost je določena s pogoji namestitve črpalke in nima nobene zveze s samo črpalko
NPSH.Vrednost mora biti večja od NPSH -.Na splošno NPSH.≥ (NPSH＋0,5m)
8. Srednja temperatura
Temperatura medija se nanaša na temperaturo transportirane tekočine.Temperatura tekočih materialov v kemični proizvodnji lahko doseže – 200 ℃ pri nizki temperaturi in 500 ℃ pri visoki temperaturi.Zato je vpliv temperature medija na kemične črpalke bolj izrazit kot pri splošnih črpalkah in je eden od pomembnih parametrov kemičnih črpalk.Pretvorba masnega pretoka in volumskega pretoka kemičnih črpalk, pretvorba diferenčnega tlaka in višine, pretvorba zmogljivosti črpalke, ko proizvajalec črpalke izvaja preskuse delovanja s čisto vodo pri sobni temperaturi in transportira dejanske materiale, ter izračun NPSH morajo vključevati fizikalne parametre, kot so gostota, viskoznost, nasičeni parni tlak medija.Ti parametri se spreminjajo s temperaturo.Samo z izračunom z natančnimi vrednostmi pri temperaturi lahko dobite pravilne rezultate.Za dele, ki nosijo tlak, kot je ohišje črpalke kemične črpalke, se vrednost tlaka materiala in tlačni preskus določita glede na tlak in temperaturo.Korozivnost dovedene tekočine je povezana tudi s temperaturo, material črpalke pa je treba določiti glede na jedkost črpalke pri delovni temperaturi.Struktura in način namestitve črpalk se razlikujeta glede na temperaturo.Pri črpalkah, ki se uporabljajo pri visokih in nizkih temperaturah, je treba zmanjšati vpliv temperaturnih obremenitev in temperaturnih sprememb (delovanje in zaustavitev črpalke) na natančnost namestitve ter jih odstraniti iz strukture, načina namestitve in drugih vidikov.Izbira strukture in materiala tesnila gredi črpalke ter ali je potrebna pomožna naprava tesnila gredi, se prav tako določi z upoštevanjem temperature črpalke.
Čas objave: 27. december 2022