Ievads
Daudzās nozarēs viskoza šķidruma transportēšanai bieži izmanto centrbēdzes sūkņus.Šī iemesla dēļ mēs bieži sastopamies ar šādām problēmām: cik liela ir maksimālā viskozitāte, ko var izturēt centrbēdzes sūknis;Kāda ir minimālā viskozitāte, kas jākoriģē, lai nodrošinātu centrbēdzes sūkņa darbību.Tas ietver sūkņa izmēru (sūknēšanas plūsmu), īpašo ātrumu (jo mazāks īpašais ātrums, jo lielāks diska berzes zudums), pielietojumu (sistēmas spiediena prasības), ekonomiju, apkopi utt.
Šis raksts detalizēti iepazīstinās ar viskozitātes ietekmi uz centrbēdzes sūkņa darbību, viskozitātes korekcijas koeficienta noteikšanu un jautājumiem, kam jāpievērš uzmanība praktiskajā inženierijas pielietojumā, apvienojumā ar attiecīgajiem standartiem un inženiertehniskās prakses pieredzi, tikai atsaucei.
1. Maksimālā viskozitāte, ko var izturēt centrbēdzes sūknis
Dažās ārvalstu atsaucēs maksimālā viskozitātes robeža, ko var izturēt centrbēdzes sūknis, ir iestatīta kā 3000–3300 cSt (centisea, ekvivalents mm²/s).Par šo jautājumu CE Petersenam bija agrāks tehniskais dokuments (publicēts Klusā okeāna enerģētikas asociācijas sanāksmē 1982. gada septembrī) un viņš izvirzīja argumentu, ka maksimālo viskozitāti, ar kādu centrbēdzes sūknis var izturēt, var aprēķināt pēc sūkņa izplūdes atveres izmēra. sprausla, kā parādīts Formulā (1):
Vmax = 300 (D-1)
kur Vm ir sūkņa maksimālā pieļaujamā kinemātiskā viskozitāte SSU (Saybolt universālā viskozitāte);D ir sūkņa izplūdes sprauslas diametrs (collas).
Praktiskajā inženiertehniskajā praksē šo formulu var izmantot kā īkšķa noteikumu atsaucei.Guan Xingfan mūsdienu sūkņu teorija un dizains apgalvo, ka: kopumā lāpstiņu sūknis ir piemērots transportēšanai ar viskozitāti, kas mazāka par 150 cSt, bet centrbēdzes sūkņiem ar NPSHR daudz mazāku par NSHA, to var izmantot viskozitātei 500 ~ 600 cSt;Ja viskozitāte ir lielāka par 650 cSt, centrbēdzes sūkņa veiktspēja ievērojami samazināsies un tas nav piemērots lietošanai.Tomēr, tā kā centrbēdzes sūknis ir nepārtraukts un pulsējošs, salīdzinot ar tilpuma sūkni, un tam nav nepieciešams drošības vārsts un plūsmas regulēšana ir vienkārša, centrbēdzes sūkņus parasti izmanto arī ķīmiskajā ražošanā, kur viskozitāte sasniedz 1000 cSt.Centrbēdzes sūkņa ekonomiskā pielietojuma viskozitāte parasti ir ierobežota līdz aptuveni 500 ct, kas lielā mērā ir atkarīga no sūkņa izmēra un pielietojuma.
2. Viskozitātes ietekme uz centrbēdzes sūkņa darbību
Spiediena zudumi, lāpstiņriteņa berze un iekšējās noplūdes zudumi lāpstiņritenī un centrbēdzes sūkņa virzošās lāpstiņas/spirālveida plūsmas kanālā lielā mērā ir atkarīgi no sūknējamā šķidruma viskozitātes.Tāpēc, sūknējot šķidrumu ar augstu viskozitāti, ar ūdeni noteiktā veiktspēja zaudēs savu efektivitāti. Vides viskozitātei ir liela ietekme uz centrbēdzes sūkņa darbību.Salīdzinot ar ūdeni, jo augstāka ir šķidruma viskozitāte, jo lielāks ir konkrētā sūkņa plūsmas un spiediena zudums pie noteikta ātruma.Tāpēc sūkņa optimālais efektivitātes punkts virzīsies uz mazāku plūsmu, samazināsies plūsma un spiediens, palielināsies elektroenerģijas patēriņš un samazināsies efektivitāte.Lielākā daļa vietējās un ārzemju literatūras un standartu, kā arī inženiertehniskās prakses pieredze liecina, ka viskozitātei ir neliela ietekme uz sūkņa slēgšanās punktu.
3. Viskozitātes korekcijas koeficienta noteikšana
Kad viskozitāte pārsniedz 20 cSt, viskozitātes ietekme uz sūkņa darbību ir acīmredzama.Tāpēc praktiskos inženiertehniskos lietojumos, kad viskozitāte sasniedz 20 cSt, centrbēdzes sūkņa veiktspēja ir jākoriģē.Tomēr, ja viskozitāte ir diapazonā no 5 ~ 20 cSt, ir jāpārbauda tā veiktspēja un motora atbilstības jauda.
Sūknējot viskozu vidi, ūdens sūknēšanas laikā ir jāmaina raksturlīkne.
Pašlaik formulas, diagrammas un korekcijas soļi, ko pieņēmuši vietējie un ārvalstu standarti (piemēram, GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3] utt.) viskoziem šķidrumiem, pamatā ir no American Hydraulic standartiem. institūts.Ja ir zināms, ka sūkņa padeves vide ir ūdens, Amerikas Hidrauliskā institūta standarts ANSI/HI9.6.7-2015 [4] sniedz detalizētas korekcijas darbības un attiecīgās aprēķinu formulas.
4. Inženieru pielietošanas pieredze
Kopš centrbēdzes sūkņu izstrādes sūkņu nozares priekšteči ir apkopojuši dažādas metodes, lai mainītu centrbēdzes sūkņu veiktspēju no ūdens uz viskozu vidi, un katrai no tām ir priekšrocības un trūkumi:
4.1 AJStepanoff modelis
4.2. Paciga metode
4.3. Amerikas Hidrauliskais institūts
4.4 Vācija KSB metode
5. Piesardzības pasākumi
5.1. Piemērojamais datu nesējs
Konversijas diagramma un aprēķinu formula ir piemērojama tikai viendabīgam viskozam šķidrumam, ko parasti sauc par Ņūtona šķidrumu (piemēram, smēreļļu), bet ne šķidrumam, kas nav Ņūtona šķidrums (piemēram, šķidrums ar šķiedrām, krējums, mīkstums, ogļu ūdens maisījuma šķidrums utt. .)
5.2. Piemērojamā plūsma
Lasīšana nav praktiska.
Pašlaik korekcijas formulas un diagrammas gan mājās, gan ārvalstīs ir empīrisko datu kopsavilkums, ko ierobežos testa apstākļi.Tāpēc praktiskajās inženierijas pielietojumos īpaša uzmanība jāpievērš: dažādiem plūsmas diapazoniem jāizmanto dažādas korekcijas formulas vai diagrammas.
5.3 Piemērojamais sūkņa tips
Modificētās formulas un diagrammas ir piemērojamas tikai centrbēdzes sūkņiem ar parasto hidraulisko konstrukciju, atvērtiem vai slēgtiem lāpstiņriteņiem un kas darbojas optimālā efektivitātes punkta tuvumā (nevis sūkņa līknes tālākajā galā).Sūkņi, kas īpaši paredzēti viskoziem vai neviendabīgiem šķidrumiem, nevar izmantot šīs formulas un diagrammas.
5.4 Piemērojamā kavitācijas drošības rezerve
Sūknējot šķidrumu ar augstu viskozitāti, NPSHA un NPSH3 ir nepieciešama pietiekama kavitācijas drošības rezerve, kas ir augstāka par noteikto dažos standartos un specifikācijās (piemēram, ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Citi
1) Viskozitātes ietekmi uz centrbēdzes sūkņa veiktspēju ir grūti aprēķināt ar precīzu formulu vai pārbaudīt ar diagrammu, un to var pārvērst tikai ar līkni, kas iegūta no testa.Tāpēc praktiskos inženiertehniskos pielietojumos, izvēloties braukšanas aprīkojumu (ar jaudu), jāņem vērā pietiekamas drošības rezerves.
2) Šķidrumiem ar augstu viskozitāti istabas temperatūrā, ja sūknis (piemēram, rafinēšanas rūpnīcas katalītiskā krekinga iekārtas augstas temperatūras vircas sūknis) tiek iedarbināts temperatūrā, kas ir zemāka par parasto darba temperatūru, sūkņa mehāniskā konstrukcija. (piemēram, sūkņa vārpstas izturība) un piedziņas un sakabes izvēlē jāņem vērā viskozitātes palielināšanās radītā griezes momenta ietekme.Tajā pašā laikā jāatzīmē, ka:
① Lai samazinātu noplūdes vietas (iespējamie negadījumi), pēc iespējas jāizmanto vienpakāpes konsoles sūknis;
② Sūkņa korpusam jābūt aprīkotam ar izolācijas apvalku vai siltuma izsekošanas ierīci, lai īslaicīgas izslēgšanas laikā novērstu vidēju sacietēšanu;
③ Ja izslēgšanas laiks ir ilgs, vide apvalkā ir jāiztukšo un jāiztīra;
④ Lai sūkni nebūtu grūti izjaukt viskozās vides sacietēšanas dēļ normālā temperatūrā, sūkņa korpusa stiprinājumi ir lēnām jāatskrūvē, pirms vides temperatūra nokrītas līdz normālai temperatūrai (pievērsiet uzmanību personāla aizsardzībai, lai izvairītos no applaucēšanās). ), lai sūkņa korpusu un sūkņa vāku varētu lēnām atdalīt.
3) Viskoza šķidruma transportēšanai pēc iespējas jāizvēlas sūknis ar lielāku īpatnējo ātrumu, lai samazinātu viskoza šķidruma ietekmi uz tā darbību un uzlabotu viskozā sūkņa efektivitāti.
6. Secinājums
Vides viskozitātei ir liela ietekme uz centrbēdzes sūkņa darbību.Viskozitātes ietekmi uz centrbēdzes sūkņa veiktspēju ir grūti aprēķināt pēc precīzas formulas vai pārbaudīt diagrammā, tāpēc ir jāizvēlas piemērotas metodes, lai koriģētu sūkņa veiktspēju.
Tikai tad, kad ir zināma sūknētās vides faktiskā viskozitāte, to var precīzi izvēlēties, lai izvairītos no daudzām problēmām uz vietas, ko izraisa lielā atšķirība starp nodrošināto viskozitāti un faktisko viskozitāti.
Publicēšanas laiks: 27. decembris 2022