Bevezetés
Számos iparágban centrifugálszivattyúkat gyakran használnak viszkózus folyadék szállítására.Emiatt gyakran találkozunk a következő problémákkal: mennyi a maximális viszkozitás, amit a centrifugálszivattyú elbír;Mi az a minimális viszkozitás, amelyet korrigálni kell a centrifugálszivattyú teljesítménye érdekében.Ez magában foglalja a szivattyú méretét (szivattyúzási térfogat), a fajlagos fordulatszámot (minél kisebb a fajlagos fordulatszám, annál nagyobb a tárcsa súrlódási vesztesége), az alkalmazást (rendszernyomás követelményei), a gazdaságosságot, a karbantarthatóságot stb.
Ez a cikk részletesen bemutatja a viszkozitás hatását a centrifugálszivattyú teljesítményére, a viszkozitás korrekciós együttható meghatározását, és a gyakorlati mérnöki alkalmazás során figyelmet érdemlő kérdéseket, a vonatkozó szabványokkal és mérnöki gyakorlati tapasztalatokkal kombinálva, csak tájékoztató jelleggel.
1. Maximális viszkozitás, amelyet a centrifugálszivattyú képes kezelni
Egyes külföldi referenciákban a centrifugálszivattyú által kezelhető maximális viszkozitási határ 3000-3300 cSt (centisea, ami mm²/s-nak felel meg).Ezzel a kérdéssel kapcsolatban CE Petersennek volt egy korábbi (a Csendes-óceáni Energia Szövetség 1982. szeptemberi ülésén közzétett) műszaki cikk, és olyan érvvel állt elő, hogy a centrifugálszivattyú által kezelhető maximális viszkozitás a szivattyú kimenetének méretéből számítható ki. fúvóka, az (1) képlet szerint:
Vmax = 300 (D-1)
ahol Vm a szivattyú legnagyobb megengedett kinematikai viszkozitása SSU (Saybolt univerzális viszkozitás);D a szivattyú kimeneti fúvókájának átmérője (hüvelyk).
A gyakorlati mérnöki gyakorlatban ez a képlet ökölszabályként használható referenciaként.Guan Xingfan modern szivattyúelmélete és -tervezése szerint: általában a lapátos szivattyú alkalmas 150 cSt-nál kisebb viszkozitású szállításra, de az NSHA-nál jóval kisebb NPSHR-vel rendelkező centrifugálszivattyúk esetén 500-600 cSt viszkozitásig használható;Ha a viszkozitás nagyobb, mint 650 cSt, a centrifugálszivattyú teljesítménye nagymértékben csökken, és nem alkalmas a használatra.Mivel azonban a centrifugálszivattyú folyamatos és pulzáló a térfogati szivattyúhoz képest, és nem kell hozzá biztonsági szelep, és az áramlásszabályozás egyszerű, a vegyipari termelésben is elterjedt a centrifugálszivattyúk használata, ahol a viszkozitás eléri az 1000 cSt-t.A centrifugálszivattyú gazdaságos alkalmazási viszkozitása általában körülbelül 500 ct-ra korlátozódik, ami nagyban függ a szivattyú méretétől és alkalmazásától.
2. A viszkozitás hatása a centrifugálszivattyú teljesítményére
A nyomásveszteség, a járókerék súrlódása és a belső szivárgási veszteség a járókerékben és a centrifugálszivattyú vezetőlapát/spiráláramlási járatában nagymértékben függ a szivattyúzott folyadék viszkozitásától.Emiatt nagy viszkozitású folyadék szivattyúzásakor a vízzel meghatározott teljesítmény elveszíti hatékonyságát. A közeg viszkozitása nagy hatással van a centrifugálszivattyú teljesítményére.A vízhez képest minél nagyobb a folyadék viszkozitása, annál nagyobb az adott szivattyú áramlása és emelőmagassága adott sebesség mellett.Emiatt a szivattyú optimális hatásfokpontja kisebb térfogatáram felé mozdul el, csökken az áramlás és a nyomás, nő a teljesítményfelvétel, csökken a hatásfok.A hazai és külföldi szakirodalom és szabványok túlnyomó többsége, valamint a mérnöki gyakorlat tapasztalatai azt mutatják, hogy a viszkozitás kevéssé befolyásolja a szivattyú leállítási pontjának fejét.
3. A viszkozitás korrekciós együttható meghatározása
Ha a viszkozitás meghaladja a 20 cSt-t, a viszkozitás hatása a szivattyú teljesítményére nyilvánvaló.Ezért a gyakorlati mérnöki alkalmazásokban, amikor a viszkozitás eléri a 20 cSt-t, a centrifugálszivattyú teljesítményét korrigálni kell.Ha azonban a viszkozitás 5-20 cSt tartományba esik, ellenőrizni kell a teljesítményét és a motor megfelelő teljesítményét.
Viszkózus közeg szivattyúzásakor a vízszivattyúzás során a jelleggörbét módosítani kell.
Jelenleg a viszkózus folyadékokra vonatkozó hazai és külföldi szabványok (például GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3] stb.) által elfogadott képletek, diagramok és korrekciós lépések alapvetően az American Hydraulic szabványaiból származnak. Intézet.Ha a szivattyút szállító közeg teljesítményéről ismert, hogy víz, az American Hydraulic Institute ANSI/HI9.6.7-2015 [4] szabványa részletes korrekciós lépéseket és vonatkozó számítási képleteket ad.
4. Mérnöki alkalmazási tapasztalat
A centrifugálszivattyúk kifejlesztése óta a szivattyúipar elődjei számos módszert foglaltak össze a centrifugálszivattyúk teljesítményének víztől viszkózus közegig történő módosítására, mindegyiknek megvannak az előnyei és hátrányai:
4.1 AJStepanoff modell
4.2 Paciga módszer
4.3 Amerikai Hidraulikus Intézet
4.4 Németország KSB módszer
5. Óvintézkedések
5.1 Alkalmazható adathordozó
Az átváltási diagram és a számítási képlet csak homogén viszkózus folyadékra alkalmazható, amelyet általában newtoni folyadéknak (például kenőolajnak) neveznek, de nem newtoni folyadékra (például rostos folyadékra, tejszínre, pépre, szénvízkeverék folyadékra stb.) .)
5.2 Alkalmazható áramlás
Az olvasás nem praktikus.
Jelenleg a hazai és külföldi korrekciós képletek és diagramok az empirikus adatok összegzése, amelyet a tesztkörülmények korlátoznak.Ezért a gyakorlati mérnöki alkalmazásoknál különös figyelmet kell fordítani: különböző korrekciós képleteket vagy diagramokat kell használni a különböző áramlási tartományokhoz.
5.3 Alkalmazható szivattyútípus
A módosított képletek és táblázatok csak a hagyományos hidraulikus kialakítású, nyitott vagy zárt járókerekű, az optimális hatásfok közelében (nem pedig a szivattyúgörbe túlsó végén) működő centrifugálszivattyúkra vonatkoznak.A kifejezetten viszkózus vagy heterogén folyadékokhoz tervezett szivattyúk nem használhatják ezeket a képleteket és diagramokat.
5.4 Alkalmazható kavitációs biztonsági határ
Nagy viszkozitású folyadék szivattyúzásakor az NPSHA-nak és az NPSH3-nak megfelelő kavitációs biztonsági ráhagyással kell rendelkeznie, amely magasabb, mint az egyes szabványokban és előírásokban meghatározottak (például ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Egyéb
1) A viszkozitás hatását a centrifugálszivattyú teljesítményére nehéz pontos képlettel kiszámítani vagy diagrammal ellenőrizni, és csak a tesztből kapott görbével lehet átalakítani.Ezért a gyakorlati mérnöki alkalmazásokban a (teljesítményű) hajtóberendezés kiválasztásakor figyelembe kell venni a megfelelő biztonsági tartalék fenntartását.
2) Szobahőmérsékleten nagy viszkozitású folyadékok esetén, ha a szivattyút (például a finomítói katalitikus krakkoló egység magas hőmérsékletű zagyszivattyúját) a normál üzemi hőmérsékletnél alacsonyabb hőmérsékleten indítják, a szivattyú mechanikai felépítése (például a szivattyú tengelyének szilárdsága) és a hajtás és a tengelykapcsoló kiválasztásánál figyelembe kell venni a viszkozitás növekedése által generált nyomaték hatását.Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy:
① A szivárgási helyek (esetleges balesetek) csökkentése érdekében lehetőség szerint egyfokozatú konzolos szivattyút kell használni;
② A szivattyúházat szigetelő köpennyel vagy hővezető eszközzel kell felszerelni, hogy megakadályozza a közepes megszilárdulást a rövid távú leállás során;
③ Ha a leállási idő hosszú, a héjban lévő közeget ki kell üríteni és ki kell öblíteni;
④ Annak elkerülése érdekében, hogy a szivattyút a viszkózus közeg normál hőmérsékleten történő megszilárdulása miatt nehéz szétszerelni, a szivattyúházon lévő rögzítőelemeket lassan meg kell lazítani, mielőtt a közeg hőmérséklete a normál hőmérsékletre csökkenne (a leforrázás elkerülése érdekében ügyeljen a személyi védelemre ), hogy a szivattyúházat és a szivattyú fedelét lassan le lehessen választani.
3) A viszkózus folyadék szállítására lehetőség szerint nagyobb fajlagos fordulatszámú szivattyút kell választani, hogy csökkentsék a viszkózus folyadék hatását a teljesítményre, és javítsák a viszkózus szivattyú hatékonyságát.
6. Következtetés
A közeg viszkozitása nagyban befolyásolja a centrifugálszivattyú teljesítményét.A viszkozitás hatását a centrifugálszivattyú teljesítményére nehéz pontos képlettel kiszámítani vagy diagramon ellenőrizni, ezért megfelelő módszereket kell kiválasztani a szivattyú teljesítményének javítására.
Csak akkor lehet pontosan kiválasztani, ha a szivattyúzott közeg tényleges viszkozitása ismert, hogy elkerülhető legyen számos helyszíni probléma, amelyet a megadott viszkozitás és a tényleges viszkozitás közötti nagy különbség okoz.
Feladás időpontja: 2022. december 27