تاثیر ویسکوزیته متوسط ​​بر عملکرد پمپ گریز از مرکز کلمه کلیدی: پمپ گریز از مرکز، ویسکوزیته، ضریب تصحیح، تجربه کاربرد

معرفی

در بسیاری از صنایع، پمپ های گریز از مرکز اغلب برای انتقال سیال ویسکوز استفاده می شود.به همین دلیل، ما اغلب با مشکلات زیر روبرو می شویم: حداکثر ویسکوزیته ای که پمپ گریز از مرکز می تواند تحمل کند چقدر است.حداقل ویسکوزیته ای که برای عملکرد پمپ گریز از مرکز باید اصلاح شود چقدر است.این شامل اندازه پمپ (جریان پمپاژ)، سرعت خاص (هرچه سرعت خاص کمتر باشد، تلفات اصطکاک دیسک بیشتر است)، کاربرد (نیازمند فشار سیستم)، صرفه جویی، قابلیت نگهداری و غیره است.
این مقاله به طور مفصل تأثیر ویسکوزیته بر عملکرد پمپ گریز از مرکز، تعیین ضریب تصحیح ویسکوزیته و مواردی را که نیاز به توجه در کاربرد عملی مهندسی در ترکیب با استانداردهای مربوطه و تجربه عملی مهندسی دارند، برای مرجع معرفی می‌کند.

1. حداکثر ویسکوزیته ای که پمپ گریز از مرکز می تواند تحمل کند
در برخی از منابع خارجی، حداکثر حد ویسکوزیته ای که پمپ گریز از مرکز می تواند تحمل کند، 3000 ~ 3300cSt (سانتیس، معادل mm²/s) تعیین شده است.در مورد این موضوع، CE Petersen یک مقاله فنی قبلی داشت (منتشر شده در نشست انجمن انرژی اقیانوس آرام در سپتامبر 1982) و استدلالی را مطرح کرد که حداکثر ویسکوزیته ای که پمپ گریز از مرکز می تواند تحمل کند را می توان با اندازه خروجی پمپ محاسبه کرد. نازل همانطور که در فرمول (1) نشان داده شده است:
Vmax=300 (D-1)
جایی که Vm حداکثر ویسکوزیته سینماتیکی مجاز SSU (ویسکوزیته جهانی Saybolt) پمپ است.D قطر نازل خروجی پمپ (اینچ) است.
در عمل مهندسی عملی، این فرمول را می توان به عنوان یک قانون سرانگشتی برای مرجع استفاده کرد.نظریه و طراحی پمپ مدرن Guan Xingfan معتقد است: به طور کلی، پمپ پره ای برای انتقال با ویسکوزیته کمتر از 150cSt مناسب است، اما برای پمپ های گریز از مرکز با NPSHR بسیار کمتر از NSHA، می توان از آن برای ویسکوزیته 500 ~ 600cSt استفاده کرد.هنگامی که ویسکوزیته بیشتر از 650cSt باشد، عملکرد پمپ گریز از مرکز به شدت کاهش می یابد و برای استفاده مناسب نیست.با این حال، به دلیل اینکه پمپ گریز از مرکز در مقایسه با پمپ حجمی پیوسته و ضربانی است و نیازی به شیر اطمینان ندارد و تنظیم جریان ساده است، استفاده از پمپ های گریز از مرکز در تولید مواد شیمیایی که ویسکوزیته آن به 1000cSt می رسد نیز رایج است.ویسکوزیته کاربرد اقتصادی پمپ سانتریفیوژ معمولاً به حدود 500ct محدود می شود که تا حد زیادی به اندازه و کاربرد پمپ بستگی دارد.

2. تأثیر ویسکوزیته بر عملکرد پمپ گریز از مرکز
افت فشار، اصطکاک پروانه و افت نشتی داخلی در پروانه و عبور جریان پره/ولوت پمپ گریز از مرکز تا حد زیادی به ویسکوزیته مایع پمپ شده بستگی دارد.بنابراین، هنگام پمپاژ مایع با ویسکوزیته بالا، عملکرد تعیین شده با آب کارایی خود را از دست می دهد. ویسکوزیته محیط تأثیر زیادی بر عملکرد پمپ گریز از مرکز دارد.در مقایسه با آب، هر چه ویسکوزیته مایع بیشتر باشد، جریان و افت هد یک پمپ معین در سرعت معین بیشتر است.بنابراین نقطه بازده بهینه پمپ به سمت دبی کمتر حرکت می کند، دبی و هد کاهش می یابد، مصرف برق افزایش می یابد و راندمان کاهش می یابد.اکثریت قریب به اتفاق ادبیات و استانداردهای داخلی و خارجی و همچنین تجربیات فنی مهندسی نشان می دهد که ویسکوزیته تأثیر کمی بر روی هد در نقطه خاموشی پمپ دارد.

3. تعیین ضریب تصحیح ویسکوزیته
هنگامی که ویسکوزیته از 20cSt بیشتر شود، تأثیر ویسکوزیته بر عملکرد پمپ آشکار است.بنابراین، در کاربردهای مهندسی عملی، زمانی که ویسکوزیته به 20cSt می رسد، عملکرد پمپ گریز از مرکز باید اصلاح شود.با این حال، هنگامی که ویسکوزیته در محدوده 5 تا 20 cSt باشد، عملکرد آن و قدرت تطبیق موتور باید بررسی شود.
هنگام پمپاژ محیط ویسکوز، لازم است منحنی مشخصه هنگام پمپاژ آب اصلاح شود.
در حال حاضر فرمول ها، نمودارها و مراحل تصحیح اتخاذ شده توسط استانداردهای داخلی و خارجی (مانند GB/Z 32458 [2]، ISO/TR 17766 [3] و غیره) برای مایعات ویسکوز اساساً از استانداردهای هیدرولیک آمریکا می باشد. موسسه.هنگامی که عملکرد محیط انتقال پمپ آب است، استاندارد موسسه هیدرولیک آمریکا ANSI/HI9.6.7-2015 [4] مراحل اصلاح دقیق و فرمول های محاسباتی مربوطه را ارائه می دهد.

4. تجربه کاربرد مهندسی
از زمان توسعه پمپ های گریز از مرکز، پیشینیان صنعت پمپ، روش های مختلفی را برای اصلاح عملکرد پمپ های گریز از مرکز از آب به محیط های ویسکوز خلاصه کرده اند که هر کدام دارای مزایا و معایبی هستند:
4.1 مدل AJStepanoff
4.2 روش Paciga
4.3 موسسه هیدرولیک آمریکا
4.4 روش KSB آلمان

5. اقدامات احتیاطی
5.1 رسانه های کاربردی
نمودار تبدیل و فرمول محاسبه فقط برای مایع چسبناک همگن که معمولاً مایع نیوتنی نامیده می شود (مانند روغن روان کننده) قابل استفاده است، اما برای مایع غیر نیوتنی (مانند مایع با فیبر، خامه، خمیر کاغذ، مایع مخلوط آب زغال سنگ و غیره) قابل استفاده نیست. .)
5.2 جریان قابل اجرا
خواندن عملی نیست.
در حال حاضر، فرمول‌ها و نمودارهای تصحیح داخل و خارج از کشور، خلاصه‌ای از داده‌های تجربی هستند که با شرایط آزمون محدود می‌شوند.بنابراین، در کاربردهای مهندسی عملی باید توجه ویژه ای به این موارد داشت: از فرمول ها یا نمودارهای تصحیح مختلف برای محدوده های جریان مختلف استفاده شود.
5.3 نوع پمپ قابل اجرا
فرمول‌ها و نمودارهای اصلاح‌شده فقط برای پمپ‌های گریز از مرکز با طراحی هیدرولیک معمولی، پروانه‌های باز یا بسته و نزدیک به نقطه بازده بهینه (و نه در انتهای منحنی پمپ) قابل اجرا هستند.پمپ هایی که مخصوص مایعات چسبناک یا ناهمگن طراحی شده اند نمی توانند از این فرمول ها و نمودارها استفاده کنند.
5.4 حاشیه ایمنی کاویتاسیون قابل اجرا
هنگام پمپاژ مایع با ویسکوزیته بالا، NPSHA و NPSH3 باید حاشیه ایمنی حفره ای کافی داشته باشند، که بالاتر از آن چیزی است که در برخی استانداردها و مشخصات مشخص شده است (مانند ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 سایرین
1) تأثیر ویسکوزیته بر عملکرد پمپ گریز از مرکز به سختی با فرمول دقیق محاسبه می شود یا توسط نمودار بررسی می شود و تنها با منحنی به دست آمده از آزمایش قابل تبدیل است.بنابراین، در کاربردهای مهندسی عملی، هنگام انتخاب تجهیزات رانندگی (با قدرت)، باید حاشیه ایمنی کافی را در نظر گرفت.
2) برای مایعات با ویسکوزیته بالا در دمای اتاق، اگر پمپ (مانند پمپ دوغاب با دمای بالا واحد ترک کاتالیزوری در پالایشگاه) در دمای کمتر از دمای کارکرد معمولی راه اندازی شود، طراحی مکانیکی پمپ (مانند استحکام شفت پمپ) و انتخاب درایو و کوپلینگ باید تأثیر گشتاور تولید شده توسط افزایش ویسکوزیته را در نظر بگیرد.در عین حال باید توجه داشت که:
① به منظور کاهش نقاط نشتی (حوادث احتمالی)، پمپ کنسول تک مرحله ای باید تا حد امکان استفاده شود.
② پوسته پمپ باید مجهز به ژاکت عایق یا دستگاه ردیابی حرارتی باشد تا از انجماد متوسط ​​در طول خاموشی کوتاه مدت جلوگیری کند.
③ اگر زمان خاموشی طولانی باشد، محیط موجود در پوسته باید تخلیه و پاک شود.
④ به منظور جلوگیری از جداسازی پمپ به دلیل انجماد محیط چسبناک در دمای معمولی، بست های محفظه پمپ باید به آرامی شل شوند قبل از اینکه دمای متوسط ​​به دمای معمولی برسد (برای جلوگیری از سوختن به حفاظت پرسنل توجه کنید. ) به طوری که بدنه پمپ و پوشش پمپ را می توان به آرامی از هم جدا کرد.

3) پمپ با سرعت ویژه بالاتر باید تا حد امکان برای انتقال مایع چسبناک انتخاب شود تا تأثیر مایع چسبناک بر عملکرد آن کاهش یابد و کارایی پمپ ویسکوز بهبود یابد.

6. نتیجه گیری
ویسکوزیته محیط تأثیر زیادی بر عملکرد پمپ گریز از مرکز دارد.تأثیر ویسکوزیته بر عملکرد پمپ گریز از مرکز به سختی با فرمول دقیق محاسبه می شود یا با نمودار بررسی می شود، بنابراین باید روش های مناسب برای اصلاح عملکرد پمپ انتخاب شود.
تنها زمانی که ویسکوزیته واقعی محیط پمپ شده مشخص باشد، می توان آن را به دقت انتخاب کرد تا از بسیاری از مشکلات در محل ناشی از تفاوت زیاد بین ویسکوزیته ارائه شده و ویسکوزیته واقعی جلوگیری شود.