Introduktion
I många industrier används ofta centrifugalpumpar för att transportera viskös vätska.Av denna anledning stöter vi ofta på följande problem: hur mycket är den maximala viskositeten som centrifugalpumpen klarar av;Vilken är den lägsta viskositeten som behöver korrigeras för centrifugalpumpens prestanda.Det handlar om storleken på pumpen (pumpflöde), den specifika hastigheten (ju lägre den specifika hastigheten är, desto större blir skivfriktionsförlusten), applikation (krav på systemtryck), ekonomi, underhållsbarhet, etc.
Den här artikeln kommer i detalj att introducera viskositetens inverkan på centrifugalpumpens prestanda, bestämningen av viskositetskorrigeringskoefficienten och de frågor som behöver uppmärksammas i praktisk teknisk tillämpning i kombination med relevanta standarder och erfarenhet av ingenjörspraktik, endast som referens.
1. Maximal viskositet som centrifugalpumpen klarar av
I vissa utländska referenser är den maximala viskositetsgränsen som centrifugalpumpen kan hantera satt till 3000~3300cSt (centisea, motsvarande mm²/s).I denna fråga hade CE Petersen ett tidigare tekniskt dokument (publicerat vid mötet i Pacific Energy Association i september 1982) och lade fram ett argument att den maximala viskositeten som centrifugalpumpen kan hantera kan beräknas av storleken på pumpens utlopp. munstycke, som visas i formel (1):
Vmax=300(D-1)
Där Vm är den maximalt tillåtna kinematiska viskositeten SSU (Saybolt universal viscosity) för pumpen;D är diametern på pumpens utloppsmunstycke (tum).
I praktisk ingenjörspraktik kan denna formel användas som en tumregel för referens.Guan Xingfans moderna pumpteori och design hävdar att: i allmänhet är skovelpumpen lämplig för transport med en viskositet mindre än 150cSt, men för centrifugalpumpar med NPSHR mycket mindre än NSHA kan den användas för en viskositet på 500~600cSt;När viskositeten är högre än 650cSt kommer centrifugalpumpens prestanda att minska kraftigt och den är inte lämplig för användning.Men eftersom centrifugalpumpen är kontinuerlig och pulserande jämfört med den volymetriska pumpen, och inte behöver någon säkerhetsventil och flödesregleringen är enkel, är det också vanligt att använda centrifugalpumpar i kemisk produktion där viskositeten når 1000cSt.Den ekonomiska applikationsviskositeten för centrifugalpumpen är vanligtvis begränsad till cirka 500ct, vilket till stor del beror på pumpens storlek och användning.
2. Viskositetens inverkan på centrifugalpumpens prestanda
Tryckförlusten, pumphjulsfriktionen och interna läckageförluster i pumphjulet och ledskovel/spiralflödespassagen hos centrifugalpumpen beror till stor del på den pumpade vätskans viskositet.Därför, när du pumpar vätska med hög viskositet, kommer den prestanda som bestäms med vatten att förlora sin effektivitet. Mediets viskositet har stor inverkan på centrifugalpumpens prestanda.Jämfört med vatten, ju högre vätskans viskositet är, desto större flöde och tryckhöjdsförlust för en given pump vid en given hastighet.Därför kommer den optimala effektivitetspunkten för pumpen att gå mot ett lägre flöde, flödet och tryckhöjden kommer att minska, strömförbrukningen kommer att öka och effektiviteten kommer att minska.Den stora majoriteten av inhemsk och utländsk litteratur och standarder samt erfarenhet från ingenjörspraktik visar att viskositeten har liten effekt på huvudet vid pumpens avstängningspunkt.
3. Bestämning av viskositetskorrektionskoefficient
När viskositeten överstiger 20cSt är effekten av viskositet på pumpens prestanda uppenbar.Därför, i praktiska tekniska tillämpningar, när viskositeten når 20cSt, måste centrifugalpumpens prestanda korrigeras.Men när viskositeten ligger inom intervallet 5~20 cSt måste dess prestanda och motormatchningseffekt kontrolleras.
Vid pumpning av visköst medium är det nödvändigt att modifiera den karakteristiska kurvan vid pumpning av vatten.
För närvarande är formlerna, diagrammen och korrigeringsstegen som antagits av inhemska och utländska standarder (som GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], etc.) för viskösa vätskor i grunden från standarderna för American Hydraulic Inleda.När det är känt att pumptransportmediets prestanda är vatten, ger American Hydraulic Institute-standarden ANSI/HI9.6.7-2015 [4] detaljerade korrigeringssteg och relevanta beräkningsformler.
4. Teknisk applikationserfarenhet
Sedan utvecklingen av centrifugalpumpar har föregångarna till pumpindustrin sammanfattat en mängd olika metoder för att modifiera prestanda hos centrifugalpumpar från vatten till viskösa medier, var och en med fördelar och nackdelar:
4.1 AJStepanoff-modell
4.2 Paciga-metoden
4.3 American Hydraulic Institute
4.4 Tyskland KSB-metoden
5. Försiktighetsåtgärder
5.1 Tillämpliga medier
Omvandlingsdiagrammet och beräkningsformeln är endast tillämpliga på homogen viskös vätska, som vanligtvis kallas Newtonsk vätska (såsom smörjolja), men inte på icke-newtonsk vätska (såsom vätska med fiber, grädde, massa, kolvattenblandningsvätska, etc. .)
5.2 Tillämpligt flöde
Att läsa är inte praktiskt.
För närvarande är korrigeringsformlerna och diagrammen hemma och utomlands en sammanfattning av empiriska data, som kommer att begränsas av testförhållanden.I praktiska tekniska tillämpningar bör därför särskild uppmärksamhet ägnas åt: olika korrigeringsformler eller diagram bör användas för olika flödesområden.
5.3 Tillämplig pumptyp
De modifierade formlerna och diagrammen är endast tillämpliga på centrifugalpumpar med konventionell hydraulisk design, öppna eller stängda pumphjul och som arbetar nära den optimala verkningsgraden (snarare än längst ut på pumpkurvan).Pumpar speciellt utformade för viskösa eller heterogena vätskor kan inte använda dessa formler och diagram.
5.4 Tillämplig kavitationssäkerhetsmarginal
Vid pumpning av vätska med hög viskositet krävs att NPSHA och NPSH3 har tillräcklig kavitationssäkerhetsmarginal, vilket är högre än vad som anges i vissa standarder och specifikationer (som ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Övriga
1) Viskositetens inverkan på centrifugalpumpens prestanda är svår att beräkna med en noggrann formel eller kontrolleras av diagram, och kan endast omvandlas med kurvan som erhålls från testet.I praktiska tekniska tillämpningar bör den därför överväga att reservera tillräcklig säkerhetsmarginal vid val av drivutrustning (med kraft).
2) För vätskor med hög viskositet vid rumstemperatur, om pumpen (såsom högtemperaturslurrypumpen i enheten för katalytisk krackning i raffinaderiet) startas vid en temperatur som är lägre än den normala driftstemperaturen, är pumpens mekaniska design (såsom styrkan på pumpaxeln) och valet av drivning och koppling bör ta hänsyn till påverkan av vridmomentet som genereras av ökningen av viskositeten.Samtidigt måste det noteras att:
① För att minska läckagepunkter (möjliga olyckor) ska enstegs fribärande pump användas så långt det är möjligt;
② Pumpskalet ska vara utrustat med isoleringsmantel eller värmespårningsanordning för att förhindra medelstor stelning under kortvarig avstängning;
③ Om avstängningstiden är lång, ska mediet i skalet tömmas och tömmas;
④ För att förhindra att pumpen blir svår att demontera på grund av stelning av trögflytande medium vid normal temperatur, bör fästelementen på pumphuset långsamt lossas innan mediumtemperaturen sjunker till normal temperatur (var uppmärksam på personalskydd för att undvika skållning ), så att pumphuset och pumplocket långsamt kan separeras.
3) Pumpen med högre specifik hastighet ska väljas så långt som möjligt för att transportera viskös vätska, för att minska effekten av viskös vätska på dess prestanda och förbättra effektiviteten hos den viskösa pumpen.
6. Sammanfattning
Mediets viskositet har stor inverkan på centrifugalpumpens prestanda.Viskositetens inverkan på centrifugalpumpens prestanda är svår att beräkna med en noggrann formel eller kontrolleras med hjälp av diagram, så lämpliga metoder bör väljas för att korrigera pumpens prestanda.
Endast när den faktiska viskositeten för det pumpade mediet är känd kan den väljas exakt för att undvika många problem på plats orsakade av den stora skillnaden mellan den tillhandahållna viskositeten och den faktiska viskositeten.
Posttid: 2022-12-27