Invoering
In veel industrieën worden centrifugaalpompen vaak gebruikt om stroperige vloeistof te transporteren.Om deze reden komen we vaak de volgende problemen tegen: hoeveel is de maximale viscositeit die de centrifugaalpomp aankan;Wat is de minimale viscositeit die moet worden gecorrigeerd voor de prestaties van de centrifugaalpomp.Dit omvat de grootte van de pomp (pompdebiet), de specifieke snelheid (hoe lager de specifieke snelheid, hoe groter het schijfwrijvingsverlies), toepassing (systeemdrukvereisten), economie, onderhoudbaarheid, etc.
Dit artikel introduceert in detail de invloed van viscositeit op de prestaties van de centrifugaalpomp, de bepaling van de viscositeitscorrectiecoëfficiënt en de zaken die aandacht behoeven in praktische technische toepassingen in combinatie met relevante normen en technische praktijkervaring, alleen ter referentie.
1. Maximale viscositeit die de centrifugaalpomp aankan
In sommige buitenlandse referenties is de maximale viscositeitslimiet die de centrifugaalpomp aankan, ingesteld op 3000~3300cSt (centisea, equivalent aan mm²/s).Over deze kwestie had CE Petersen een eerder technisch document (gepubliceerd tijdens de bijeenkomst van de Pacific Energy Association in september 1982) en voerde een argument aan dat de maximale viscositeit die de centrifugaalpomp aankan kan worden berekend door de grootte van de pompuitlaat mondstuk, zoals weergegeven in formule (1):
Vmax=300(D-1)
Waarbij Vm de maximaal toegestane kinematische viscositeit SSU (Saybolt universele viscositeit) van de pomp is;D is de diameter van het uitlaatmondstuk van de pomp (inch).
In de praktische ingenieurspraktijk kan deze formule als vuistregel ter referentie worden gebruikt.Guan Xingfan's Modern Pump Theory and Design stelt dat: in het algemeen is de schottenpomp geschikt voor transport met een viscositeit van minder dan 150cSt, maar voor centrifugaalpompen met NPSHR veel minder dan NSHA, kan deze worden gebruikt voor een viscositeit van 500~600cSt;Wanneer de viscositeit groter is dan 650 cSt, zullen de prestaties van de centrifugaalpomp sterk afnemen en is deze niet geschikt voor gebruik.Omdat de centrifugaalpomp echter continu en pulserend is in vergelijking met de volumetrische pomp en geen veiligheidsklep nodig heeft en de stroomregeling eenvoudig is, is het ook gebruikelijk om centrifugaalpompen te gebruiken in de chemische productie waar de viscositeit 1000cSt bereikt.De economische toepassingsviscositeit van een centrifugaalpomp is meestal beperkt tot ongeveer 500ct, wat grotendeels afhangt van de grootte en toepassing van de pomp.
2. De invloed van viscositeit op de prestaties van de centrifugaalpomp
Het drukverlies, de waaierwrijving en het interne lekverlies in de waaier en de geleideschoep/slakkenhuisstroomdoorgang van de centrifugaalpomp hangen grotendeels af van de viscositeit van de verpompte vloeistof.Daarom zal bij het verpompen van vloeistof met een hoge viscositeit de prestatie bepaald met water zijn effectiviteit verliezen. De viscositeit van het medium heeft een grote invloed op de prestaties van de centrifugaalpomp.Vergeleken met water, hoe hoger de viscositeit van vloeistof, hoe groter het stromings- en drukverlies van een bepaalde pomp bij een gegeven snelheid.Daarom zal het optimale efficiëntiepunt van de pomp verschuiven naar een lager debiet, het debiet en de opvoerhoogte zullen afnemen, het stroomverbruik zal toenemen en het rendement zal afnemen.Uit de overgrote meerderheid van de binnen- en buitenlandse literatuur en normen, evenals uit de praktijkervaring in de techniek, blijkt dat de viscositeit weinig invloed heeft op de opvoerhoogte bij het uitschakelpunt van de pomp.
3. Bepaling van de viscositeitscorrectiecoëfficiënt
Wanneer de viscositeit 20cSt overschrijdt, is het effect van viscositeit op de prestaties van de pomp duidelijk.Daarom moeten in praktische technische toepassingen, wanneer de viscositeit 20cSt bereikt, de prestaties van de centrifugaalpomp worden gecorrigeerd.Wanneer de viscositeit echter in het bereik van 5 ~ 20 cSt ligt, moeten de prestaties en het bijpassende motorvermogen worden gecontroleerd.
Bij het verpompen van viskeus medium is het noodzakelijk om de karakteristieke curve te wijzigen bij het verpompen van water.
Op dit moment zijn de formules, grafieken en correctiestappen die zijn overgenomen door binnen- en buitenlandse normen (zoals GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], enz.) voor stroperige vloeistoffen in wezen afkomstig uit de normen van de American Hydraulic Instituut.Wanneer bekend is dat het transportmedium van de pomp water is, geeft de norm ANSI/HI9.6.7-2015 [4] van het American Hydraulic Institute gedetailleerde correctiestappen en relevante berekeningsformules.
4. Ervaring met technische toepassingen
Sinds de ontwikkeling van centrifugaalpompen hebben de voorlopers van de pompindustrie een verscheidenheid aan methoden samengevat om de prestaties van centrifugaalpompen van water naar stroperige media te wijzigen, elk met voor- en nadelen:
4.1 AJStepanoff-model
4.2 Paciga-methode
4.3 Amerikaans hydraulisch instituut
4.4 Duitsland KSB-methode
5.Voorzorgsmaatregelen
5.1Toepasselijke media
De omrekeningstabel en berekeningsformule zijn alleen van toepassing op homogene viskeuze vloeistof, die gewoonlijk Newtonse vloeistof wordt genoemd (zoals smeerolie), maar niet op niet-Newtonse vloeistof (zoals vloeistof met vezels, room, pulp, koolwatermengselvloeistof, enz. .)
5.2 Toepasselijk debiet
Lezen is niet praktisch.
Momenteel zijn de correctieformules en grafieken in binnen- en buitenland de samenvatting van empirische gegevens, die beperkt zullen worden door testomstandigheden.Daarom moet bij praktische technische toepassingen speciale aandacht worden besteed aan: verschillende correctieformules of grafieken moeten worden gebruikt voor verschillende stroombereiken.
5.3 Toepasselijk pomptype
De gewijzigde formules en grafieken zijn alleen van toepassing op centrifugaalpompen met een conventioneel hydraulisch ontwerp, open of gesloten waaiers, en die werken in de buurt van het optimale efficiëntiepunt (in plaats van aan het uiteinde van de pompcurve).Pompen die speciaal zijn ontworpen voor viskeuze of heterogene vloeistoffen kunnen deze formules en grafieken niet gebruiken.
5.4 Toepasselijke veiligheidsmarge cavitatie
Bij het verpompen van vloeistof met een hoge viscositeit moeten NPSHA en NPSH3 een voldoende cavitatieveiligheidsmarge hebben, die hoger is dan die gespecificeerd in sommige normen en specificaties (zoals ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Anderen
1) De invloed van viscositeit op de prestaties van de centrifugaalpomp is moeilijk te berekenen met een nauwkeurige formule of te controleren aan de hand van een grafiek, en kan alleen worden omgezet door de curve die uit de test is verkregen.Daarom moet in praktische technische toepassingen bij het selecteren van de aandrijfapparatuur (met vermogen) worden overwogen om voldoende veiligheidsmarge te reserveren.
2) Voor vloeistoffen met een hoge viscositeit bij kamertemperatuur, als de pomp (zoals de hoge-temperatuurslurrypomp van de katalytische kraakeenheid in de raffinaderij) wordt gestart bij een temperatuur die lager is dan de normale bedrijfstemperatuur, zal het mechanische ontwerp van de pomp (zoals de sterkte van de pompas) en bij de keuze van de aandrijving en koppeling moet rekening worden gehouden met de invloed van het koppel dat wordt gegenereerd door de toename van de viscositeit.Tegelijkertijd moet worden opgemerkt dat:
① Om lekkagepunten (mogelijke ongevallen) te verminderen, moet zoveel mogelijk eentraps vrijdragende pomp worden gebruikt;
② Het pompomhulsel moet zijn uitgerust met een isolatiemantel of een verwarmingsapparaat om middelmatige stolling tijdens kortstondige uitschakeling te voorkomen;
③ Als de uitschakeltijd lang is, moet het medium in de schaal worden geleegd en gezuiverd;
④ Om te voorkomen dat de pomp moeilijk te demonteren is vanwege het stollen van viskeus medium bij normale temperatuur, moeten de bevestigingen op het pomphuis langzaam worden losgemaakt voordat de mediumtemperatuur daalt tot normale temperatuur (let op de bescherming van het personeel om brandwonden te voorkomen ), zodat het pomphuis en het pompdeksel langzaam kunnen worden gescheiden.
3) Pomp met een hogere specifieke snelheid moet zo ver mogelijk worden geselecteerd om stroperige vloeistof te transporteren, om de impact van stroperige vloeistof op de prestaties te verminderen en de efficiëntie van de stroperige pomp te verbeteren.
6. Conclusie
De viscositeit van het medium heeft een grote invloed op de prestaties van de centrifugaalpomp.De invloed van viscositeit op de prestaties van de centrifugaalpomp is moeilijk te berekenen met een nauwkeurige formule of te controleren aan de hand van een grafiek, dus geschikte methoden moeten worden gekozen om de prestaties van de pomp te corrigeren.
Alleen wanneer de werkelijke viscositeit van het verpompte medium bekend is, kan deze nauwkeurig worden geselecteerd om veel problemen ter plaatse te voorkomen die worden veroorzaakt door het grote verschil tussen de geleverde viscositeit en de werkelijke viscositeit.
Posttijd: 27 december 2022