Introdución
En moitas industrias, as bombas centrífugas úsanse a miúdo para transportar fluídos viscosos.Por este motivo, adoitamos atoparnos cos seguintes problemas: canto é a viscosidade máxima que pode soportar a bomba centrífuga;Cal é a viscosidade mínima que hai que corrixir para o rendemento da bomba centrífuga.Isto implica o tamaño da bomba (caudal de bombeo), a velocidade específica (canto menor sexa a velocidade específica, maior será a perda de fricción do disco), a aplicación (requisitos de presión do sistema), a economía, a mantebilidade, etc.
Este artigo presentará en detalle a influencia da viscosidade no rendemento da bomba centrífuga, a determinación do coeficiente de corrección da viscosidade e os asuntos que precisan atención na aplicación práctica de enxeñería en combinación con estándares relevantes e experiencia práctica de enxeñería, só como referencia.
1. Máxima viscosidade que pode manexar a bomba centrífuga
Nalgunhas referencias estranxeiras, o límite máximo de viscosidade que pode manexar a bomba centrífuga establécese en 3000~3300cSt (centisea, equivalente a mm²/s).Sobre esta cuestión, CE Petersen tivo un documento técnico anterior (publicado na reunión da Asociación de Enerxía do Pacífico en setembro de 1982) e argumentou que a viscosidade máxima que pode manexar a bomba centrífuga pódese calcular polo tamaño da saída da bomba. boquilla, como se mostra na Fórmula (1):
Vmáx = 300 (D-1)
Onde, Vm é a viscosidade cinemática máxima admisible SSU (viscosidade universal Saybolt) da bomba;D é o diámetro da boquilla de saída da bomba (polgadas).
Na práctica práctica de enxeñaría, esta fórmula pódese usar como regra xeral como referencia.A teoría e deseño moderno de bombas de Guan Xingfan sostén que: en xeral, a bomba de paletas é adecuada para transportar con viscosidade inferior a 150cSt, pero para bombas centrífugas con NPSHR moito menos que NSHA, pódese usar para viscosidades de 500~600cSt;Cando a viscosidade é superior a 650cSt, o rendemento da bomba centrífuga diminuirá moito e non é axeitado para o seu uso.Non obstante, debido a que a bomba centrífuga é continua e pulsátil en comparación coa bomba volumétrica, e non necesita unha válvula de seguridade e a regulación do fluxo é sinxela, tamén é común usar bombas centrífugas na produción química onde a viscosidade alcanza os 1000cSt.A viscosidade de aplicación económica da bomba centrífuga adoita limitarse a uns 500 ct, o que depende en gran medida do tamaño e da aplicación da bomba.
2. A influencia da viscosidade no rendemento da bomba centrífuga
A perda de presión, a fricción do impulsor e a perda de fuga interna no impulsor e o paso de fluxo de paletas/volutas da bomba centrífuga dependen en gran medida da viscosidade do líquido bombeado.Polo tanto, ao bombear líquido con alta viscosidade, o rendemento determinado con auga perderá a súa eficacia. A viscosidade do medio ten un gran impacto no rendemento da bomba centrífuga.En comparación coa auga, canto maior sexa a viscosidade do líquido, maior será o caudal e a perda de carga dunha determinada bomba a unha determinada velocidade.Polo tanto, o punto de eficiencia óptimo da bomba moverase cara a un caudal máis baixo, o caudal e a cabeza diminuirán, o consumo de enerxía aumentará e a eficiencia diminuirá.A gran maioría da literatura e normas nacionais e estranxeiras, así como a experiencia práctica da enxeñaría mostran que a viscosidade ten pouco efecto sobre a cabeza no punto de apagado da bomba.
3. Determinación do coeficiente de corrección da viscosidade
Cando a viscosidade supera os 20cSt, o efecto da viscosidade sobre o rendemento da bomba é obvio.Polo tanto, en aplicacións prácticas de enxeñería, cando a viscosidade alcanza os 20cSt, o rendemento da bomba centrífuga debe ser corrixido.Non obstante, cando a viscosidade está no intervalo de 5 ~ 20 cSt, debe comprobarse o seu rendemento e a potencia de coincidencia do motor.
Cando se bombea medio viscoso, é necesario modificar a curva característica ao bombear auga.
Na actualidade, as fórmulas, gráficos e pasos de corrección adoptados polas normas nacionais e estranxeiras (como GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], etc.) para líquidos viscosos son basicamente dos estándares da American Hydraulic. Instituto.Cando se sabe que o rendemento do medio de transporte da bomba é auga, a norma ANSI/HI9.6.7-2015 [4] do Instituto Hidráulico Americano ofrece pasos de corrección detallados e fórmulas de cálculo relevantes.
4. Experiencia en aplicación de enxeñaría
Desde o desenvolvemento das bombas centrífugas, os predecesores da industria de bombas resumiron unha variedade de métodos para modificar o rendemento das bombas centrífugas de auga a medios viscosos, cada un con vantaxes e inconvenientes:
4.1 Modelo AJStepanoff
4.2 Método Paciga
4.3 Instituto Hidráulico Americano
4.4 Método KSB de Alemaña
5.Precaucións
5.1 Medios aplicables
O gráfico de conversión e a fórmula de cálculo só son aplicables a líquidos viscosos homoxéneos, que se chaman comúnmente líquido newtoniano (como o aceite lubricante), pero non aos líquidos non newtonianos (como líquido con fibra, nata, pasta, líquido de mestura de auga de carbón, etc.) .)
5.2 Caudal aplicable
A lectura non é práctica.
Na actualidade, as fórmulas e gráficos de corrección no país e no estranxeiro son o resumo de datos empíricos, que estarán restrinxidos polas condicións da proba.Polo tanto, nas aplicacións prácticas de enxeñería, débese prestar especial atención a: deben utilizarse diferentes fórmulas ou gráficos de corrección para diferentes intervalos de fluxo.
5.3 Tipo de bomba aplicable
As fórmulas e gráficos modificados só son aplicables ás bombas centrífugas con deseño hidráulico convencional, impulsores abertos ou pechados e que funcionan preto do punto de eficiencia óptima (en lugar de no extremo máis afastado da curva da bomba).As bombas deseñadas especialmente para líquidos viscosos ou heteroxéneos non poden utilizar estas fórmulas e gráficos.
5.4 Marxe de seguridade de cavitación aplicable
Cando se bombean líquidos con alta viscosidade, NPSHA e NPSH3 deben ter suficiente marxe de seguridade de cavitación, que é superior ao especificado nalgunhas normas e especificacións (como ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Outros
1) A influencia da viscosidade no rendemento da bomba centrífuga é difícil de calcular mediante fórmulas precisas ou verificar mediante un gráfico, e só se pode converter pola curva obtida da proba.Polo tanto, en aplicacións prácticas de enxeñería, ao seleccionar o equipo de condución (con potencia), debe considerarse reservar unha marxe de seguridade suficiente.
2) Para líquidos con alta viscosidade a temperatura ambiente, se a bomba (como a bomba de lodos de alta temperatura da unidade de craqueo catalítico da refinería) comeza a unha temperatura inferior á temperatura normal de funcionamento, o deseño mecánico da bomba. (como a forza do eixe da bomba) e a selección da unidade e o acoplamento deben ter en conta a influencia do par xerado polo aumento da viscosidade.Ao mesmo tempo, hai que sinalar que:
① Para reducir os puntos de fuga (posibles accidentes), empregarase na medida do posible a bomba cantilever dunha etapa;
② A carcasa da bomba estará equipada cunha chaqueta illante ou un dispositivo de rastrexo de calor para evitar a solidificación media durante a parada a curto prazo;
③ Se o tempo de apagado é longo, baleirarase e purgarase o medio da cuncha;
④ Para evitar que a bomba sexa difícil de desmontar debido á solidificación do medio viscoso a temperatura normal, os fixadores da carcasa da bomba deben afrouxarse lentamente antes de que a temperatura media caia á temperatura normal (preste atención á protección do persoal para evitar escaldaduras). ), para que o corpo da bomba e a tapa da bomba se poidan separar lentamente.
3) A bomba con maior velocidade específica seleccionarase na medida do posible para transportar líquido viscoso, para reducir o impacto do líquido viscoso no seu rendemento e mellorar a eficiencia da bomba viscosa.
6. Conclusión
A viscosidade do medio ten unha gran influencia no rendemento da bomba centrífuga.A influencia da viscosidade no rendemento da bomba centrífuga é difícil de calcular mediante fórmulas precisas ou verificar mediante un gráfico, polo que se deben seleccionar os métodos axeitados para corrixir o rendemento da bomba.
Só cando se coñece a viscosidade real do medio bombeado, pódese seleccionar con precisión para evitar moitos problemas no lugar causados pola gran diferenza entre a viscosidade proporcionada e a viscosidade real.
Hora de publicación: 27-12-2022