Introducció
En moltes indústries, sovint s'utilitzen bombes centrífugues per transportar fluids viscós.Per aquest motiu, sovint ens trobem amb els següents problemes: quant és la viscositat màxima que pot suportar la bomba centrífuga;Quina és la viscositat mínima que cal corregir per al rendiment de la bomba centrífuga.Això implica la mida de la bomba (flux de bombeig), la velocitat específica (com més baixa sigui la velocitat específica, més gran és la pèrdua de fricció del disc), l'aplicació (requisits de pressió del sistema), economia, manteniment, etc.
Aquest article introduirà en detall la influència de la viscositat en el rendiment de la bomba centrífuga, la determinació del coeficient de correcció de la viscositat i les qüestions que necessiten atenció en l'aplicació pràctica d'enginyeria en combinació amb els estàndards rellevants i l'experiència pràctica en enginyeria, només com a referència.
1. Màxima viscositat que pot gestionar la bomba centrífuga
En algunes referències estrangeres, el límit de viscositat màxim que pot gestionar la bomba centrífuga s'estableix en 3000 ~ 3300cSt (centisea, equivalent a mm²/s).Sobre aquest tema, CE Petersen va tenir un document tècnic anterior (publicat a la reunió de l'Associació d'Energia del Pacífic el setembre de 1982) i va argumentar que la viscositat màxima que pot gestionar la bomba centrífuga es pot calcular per la mida de la sortida de la bomba. broquet, tal com es mostra a la Fórmula (1):
Vmàx=300 (D-1)
On, Vm és la viscositat cinemàtica màxima permesa SSU (viscositat universal Saybolt) de la bomba;D és el diàmetre del broquet de sortida de la bomba (polzades).
En la pràctica pràctica d'enginyeria, aquesta fórmula es pot utilitzar com a regla general com a referència.La teoria i disseny de la bomba moderna de Guan Xingfan sosté que: en general, la bomba de paletes és adequada per transportar amb una viscositat inferior a 150 cSt, però per a bombes centrífugues amb NPSHR molt inferior a NSHA, es pot utilitzar per a una viscositat de 500 ~ 600 cSt;Quan la viscositat és superior a 650cSt, el rendiment de la bomba centrífuga disminuirà molt i no és adequat per al seu ús.Tanmateix, com que la bomba centrífuga és contínua i pulsàtil en comparació amb la bomba volumètrica, i no necessita una vàlvula de seguretat i la regulació del cabal és senzilla, també és habitual utilitzar bombes centrífugues en la producció química on la viscositat arriba als 1000cSt.La viscositat d'aplicació econòmica de la bomba centrífuga sol limitar-se a uns 500 ct, que depèn en gran mesura de la mida i l'aplicació de la bomba.
2. La influència de la viscositat en el rendiment de la bomba centrífuga
La pèrdua de pressió, la fricció de l'impulsor i la pèrdua de fuites internes a l'impulsor i el pas de flux de paleta / voluta de la bomba centrífuga depenen en gran mesura de la viscositat del líquid bombat.Per tant, quan es bombeja líquid amb alta viscositat, el rendiment determinat amb aigua perdrà la seva eficàcia. La viscositat del mitjà té un gran impacte en el rendiment de la bomba centrífuga.En comparació amb l'aigua, com més gran sigui la viscositat del líquid, major serà el cabal i la pèrdua de càrrega d'una bomba determinada a una velocitat determinada.Per tant, el punt d'eficiència òptima de la bomba es mourà cap a un cabal més baix, el cabal i la capçalera disminuiran, el consum d'energia augmentarà i l'eficiència disminuirà.La gran majoria de la literatura i els estàndards nacionals i estrangers, així com l'experiència de la pràctica d'enginyeria, mostren que la viscositat té poc efecte sobre el capçal al punt de tancament de la bomba.
3. Determinació del coeficient de correcció de la viscositat
Quan la viscositat supera els 20cSt, l'efecte de la viscositat sobre el rendiment de la bomba és evident.Per tant, en aplicacions pràctiques d'enginyeria, quan la viscositat arriba als 20cSt, s'ha de corregir el rendiment de la bomba centrífuga.Tanmateix, quan la viscositat està en el rang de 5 ~ 20 cSt, s'ha de comprovar el seu rendiment i la potència d'adaptació del motor.
Quan es bombeja un medi viscós, cal modificar la corba característica en bombar aigua.
Actualment, les fórmules, gràfics i passos de correcció adoptats per estàndards nacionals i estrangers (com GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], etc.) per a líquids viscosos són bàsicament dels estàndards de l'American Hydraulic. Institut.Quan se sap que el rendiment del mitjà de transport de la bomba és l'aigua, l'estàndard ANSI/HI9.6.7-2015 de l'American Hydraulic Institute [4] ofereix passos de correcció detallats i fórmules de càlcul rellevants.
4. Experiència en aplicacions d'enginyeria
Des del desenvolupament de les bombes centrífugues, els predecessors de la indústria de les bombes han resumit una varietat de mètodes per modificar el rendiment de les bombes centrífugues des d'aigua fins a medis viscosos, cadascun amb avantatges i desavantatges:
4.1 Model AJStepanoff
4.2 Mètode Paciga
4.3 Institut Hidràulic Americà
4.4 Mètode KSB d'Alemanya
5.Precaucions
5.1 Mitjans de comunicació aplicables
El gràfic de conversió i la fórmula de càlcul només són aplicables al líquid viscós homogeni, que s'anomena comunament líquid newtonià (com l'oli lubricant), però no al líquid no newtonià (com el líquid amb fibra, nata, polpa, líquid de barreja d'aigua de carbó, etc. .)
5.2 Flux aplicable
La lectura no és pràctica.
Actualment, les fórmules de correcció i els gràfics nacionals i estrangers són el resum de dades empíriques, que es veuran restringides per les condicions de la prova.Per tant, en aplicacions pràctiques d'enginyeria, s'ha de prestar especial atenció a: s'han d'utilitzar diferents fórmules o gràfics de correcció per a diferents rangs de flux.
5.3 Tipus de bomba aplicable
Les fórmules i gràfics modificats només són aplicables a bombes centrífugues amb disseny hidràulic convencional, impulsors oberts o tancats i que funcionen prop del punt d'eficiència òptima (en lloc de l'extrem més llunyà de la corba de la bomba).Les bombes dissenyades especialment per a líquids viscosos o heterogenis no poden utilitzar aquestes fórmules i gràfics.
5.4 Marge de seguretat de cavitació aplicable
Quan es bombeja líquids amb alta viscositat, NPSHA i NPSH3 han de tenir un marge de seguretat de cavitació suficient, que és superior a l'especificat en algunes normes i especificacions (com ara ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Altres
1) La influència de la viscositat en el rendiment de la bomba centrífuga és difícil de calcular mitjançant una fórmula precisa o comprovar-la mitjançant un gràfic, i només es pot convertir amb la corba obtinguda de la prova.Per tant, en aplicacions pràctiques d'enginyeria, a l'hora de seleccionar l'equip de conducció (amb potència), s'ha de considerar reservar un marge de seguretat suficient.
2) Per a líquids amb alta viscositat a temperatura ambient, si la bomba (com la bomba de purins d'alta temperatura de la unitat de craqueig catalític de la refineria) s'engega a una temperatura inferior a la temperatura de funcionament normal, el disseny mecànic de la bomba (com la força de l'eix de la bomba) i la selecció de l'accionament i l'acoblament han de tenir en compte la influència del parell generat per l'augment de la viscositat.Al mateix temps, cal destacar que:
① Per tal de reduir els punts de fuites (possibles accidents), s'ha d'utilitzar en la mesura del possible una bomba en voladís d'una sola etapa;
② La carcassa de la bomba ha d'estar equipada amb una jaqueta d'aïllament o un dispositiu de rastreig de calor per evitar la solidificació mitjana durant l'aturada a curt termini;
③ Si el temps d'aturada és llarg, el medi de la closca s'ha de buidar i purgar;
④ Per evitar que la bomba sigui difícil de desmuntar a causa de la solidificació del medi viscós a temperatura normal, els elements de fixació de la carcassa de la bomba s'han d'afluixar lentament abans que la temperatura mitjana baixi a la temperatura normal (presteu atenció a la protecció del personal per evitar escaldats). ), perquè el cos de la bomba i la coberta de la bomba es puguin separar lentament.
3) La bomba amb una velocitat específica més alta s'ha de seleccionar tant com sigui possible per transportar líquid viscós, per reduir l'impacte del líquid viscós en el seu rendiment i millorar l'eficiència de la bomba viscós.
6. Conclusió
La viscositat del medi té una gran influència en el rendiment de la bomba centrífuga.La influència de la viscositat en el rendiment de la bomba centrífuga és difícil de calcular mitjançant una fórmula precisa o comprovar-la mitjançant un gràfic, de manera que s'han de seleccionar mètodes adequats per corregir el rendiment de la bomba.
Només quan es coneix la viscositat real del medi bombat, es pot seleccionar amb precisió per evitar molts problemes in situ causats per la gran diferència entre la viscositat proporcionada i la viscositat real.
Hora de publicació: 27-12-2022