Εισαγωγή
Σε πολλές βιομηχανίες, οι φυγόκεντρες αντλίες χρησιμοποιούνται συχνά για τη μεταφορά ιξώδους ρευστού.Για το λόγο αυτό, συναντάμε συχνά τα ακόλουθα προβλήματα: πόσο είναι το μέγιστο ιξώδες που μπορεί να χειριστεί η φυγοκεντρική αντλία;Ποιο είναι το ελάχιστο ιξώδες που πρέπει να διορθωθεί για την απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας.Αυτό περιλαμβάνει το μέγεθος της αντλίας (ροή άντλησης), τη συγκεκριμένη ταχύτητα (όσο μικρότερη είναι η συγκεκριμένη ταχύτητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια τριβής του δίσκου), την εφαρμογή (απαιτήσεις πίεσης συστήματος), την οικονομία, τη δυνατότητα συντήρησης κ.λπ.
Αυτό το άρθρο θα εισαγάγει λεπτομερώς την επίδραση του ιξώδους στην απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας, τον προσδιορισμό του συντελεστή διόρθωσης ιξώδους και τα θέματα που χρειάζονται προσοχή στην πρακτική εφαρμογή μηχανικής σε συνδυασμό με σχετικά πρότυπα και εμπειρία μηχανικής πρακτικής, μόνο για αναφορά.
1. Μέγιστο ιξώδες που μπορεί να χειριστεί η φυγοκεντρική αντλία
Σε ορισμένες ξένες αναφορές, το μέγιστο όριο ιξώδους που μπορεί να χειριστεί η φυγοκεντρική αντλία ορίζεται ως 3000~3300cSt (centisea, ισοδύναμο με mm²/s).Σχετικά με αυτό το θέμα, ο CE Petersen είχε ένα παλαιότερο τεχνικό έγγραφο (δημοσιεύτηκε στη συνεδρίαση της Pacific Energy Association τον Σεπτέμβριο του 1982) και προέβαλε ένα επιχείρημα ότι το μέγιστο ιξώδες που μπορεί να χειριστεί η φυγοκεντρική αντλία μπορεί να υπολογιστεί από το μέγεθος της εξόδου της αντλίας ακροφύσιο, όπως φαίνεται στον τύπο (1):
Vmax=300(D-1)
Όπου, Vm είναι το μέγιστο επιτρεπόμενο κινηματικό ιξώδες SSU (καθολικό ιξώδες Saybolt) της αντλίας.D είναι η διάμετρος του ακροφυσίου εξόδου της αντλίας (ίντσα).
Στην πρακτική πρακτική της μηχανικής, αυτός ο τύπος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εμπειρικός κανόνας για αναφορά.Η Θεωρία και Σχεδίαση Μοντέρνας Αντλίας του Guan Xingfan υποστηρίζει ότι: γενικά, η αντλία πτερυγίων είναι κατάλληλη για μεταφορά με ιξώδες μικρότερο από 150cSt, αλλά για φυγόκεντρες αντλίες με NPSHR πολύ μικρότερο από το NSHA, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ιξώδες 500~600cSt.Όταν το ιξώδες είναι μεγαλύτερο από 650cSt, η απόδοση της φυγόκεντρης αντλίας θα μειωθεί πολύ και δεν είναι κατάλληλη για χρήση.Ωστόσο, επειδή η φυγόκεντρη αντλία είναι συνεχής και παλμική σε σύγκριση με την ογκομετρική αντλία και δεν χρειάζεται βαλβίδα ασφαλείας και η ρύθμιση ροής είναι απλή, συνηθίζεται επίσης να χρησιμοποιούνται φυγόκεντρες αντλίες στη χημική παραγωγή όπου το ιξώδες φτάνει τα 1000cSt.Το οικονομικό ιξώδες εφαρμογής της φυγοκεντρικής αντλίας περιορίζεται συνήθως σε περίπου 500ct, το οποίο εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το μέγεθος και την εφαρμογή της αντλίας.
2. Η επίδραση του ιξώδους στην απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας
Η απώλεια πίεσης, η τριβή της πτερωτής και η απώλεια εσωτερικής διαρροής στη δίοδο ροής της πτερωτής και του οδηγού πτερυγίου/βολίδας της φυγοκεντρικής αντλίας εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το ιξώδες του αντλούμενου υγρού.Επομένως, κατά την άντληση υγρού με υψηλό ιξώδες, η απόδοση που προσδιορίζεται με νερό θα χάσει την αποτελεσματικότητά της. Το ιξώδες του μέσου έχει μεγάλη επίδραση στην απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας.Σε σύγκριση με το νερό, όσο υψηλότερο είναι το ιξώδες του υγρού, τόσο μεγαλύτερη είναι η ροή και η απώλεια κεφαλής μιας δεδομένης αντλίας σε μια δεδομένη ταχύτητα.Επομένως, το σημείο βέλτιστης απόδοσης της αντλίας θα κινηθεί προς χαμηλότερη ροή, η ροή και η κεφαλή θα μειωθούν, η κατανάλωση ισχύος θα αυξηθεί και η απόδοση θα μειωθεί.Η συντριπτική πλειονότητα της εγχώριας και ξένης βιβλιογραφίας και προτύπων, καθώς και η εμπειρία της πρακτικής μηχανικής δείχνουν ότι το ιξώδες έχει μικρή επίδραση στην κεφαλή στο σημείο απενεργοποίησης της αντλίας.
3. Προσδιορισμός του συντελεστή διόρθωσης ιξώδους
Όταν το ιξώδες υπερβαίνει τα 20cSt, η επίδραση του ιξώδους στην απόδοση της αντλίας είναι προφανής.Επομένως, σε πρακτικές εφαρμογές μηχανικής, όταν το ιξώδες φτάσει τα 20cSt, η απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας πρέπει να διορθωθεί.Ωστόσο, όταν το ιξώδες είναι στην περιοχή 5~20 cSt, πρέπει να ελεγχθεί η απόδοσή του και η ισχύς αντιστοίχισης του κινητήρα.
Κατά την άντληση ιξώδους μέσου, είναι απαραίτητο να τροποποιήσετε τη χαρακτηριστική καμπύλη κατά την άντληση νερού.
Προς το παρόν, οι τύποι, τα διαγράμματα και τα βήματα διόρθωσης που υιοθετούνται από εγχώρια και ξένα πρότυπα (όπως GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], κ.λπ.) για παχύρρευστα υγρά είναι βασικά από τα πρότυπα της αμερικανικής υδραυλικής Ινστιτούτο.Όταν η απόδοση του μέσου μεταφοράς της αντλίας είναι γνωστό ότι είναι νερό, το πρότυπο ANSI/HI9.6.7-2015 του Αμερικανικού Υδραυλικού Ινστιτούτου [4] παρέχει λεπτομερή βήματα διόρθωσης και σχετικούς τύπους υπολογισμού.
4. Εμπειρία εφαρμογής μηχανικής
Από την ανάπτυξη των φυγόκεντρων αντλιών, οι προκάτοχοι της βιομηχανίας αντλιών συνόψισαν μια ποικιλία μεθόδων για την τροποποίηση της απόδοσης των φυγόκεντρων αντλιών από νερό σε ιξώδη μέσα, καθεμία με πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:
4.1 Μοντέλο AJStepanoff
4.2 Μέθοδος Paciga
4.3 Αμερικανικό Υδραυλικό Ινστιτούτο
4.4 Μέθοδος KSB Γερμανίας
5.Προφυλάξεις
5.1 Εφαρμοσμένα μέσα
Το διάγραμμα μετατροπής και ο τύπος υπολογισμού ισχύουν μόνο για ομοιογενές παχύρρευστο υγρό, το οποίο συνήθως ονομάζεται Νευτώνειο υγρό (όπως λιπαντικό), αλλά όχι για μη νευτώνειο υγρό (όπως υγρό με ίνες, κρέμα, πολτό, υγρό μίγματος άνθρακα κ.λπ. .)
5.2 Εφαρμόσιμη ροή
Το διάβασμα δεν είναι πρακτικό.
Επί του παρόντος, οι τύποι διόρθωσης και τα διαγράμματα στο εσωτερικό και στο εξωτερικό αποτελούν τη σύνοψη των εμπειρικών δεδομένων, τα οποία θα περιοριστούν από τις συνθήκες δοκιμής.Ως εκ τούτου, σε πρακτικές εφαρμογές μηχανικής, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή: Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται διαφορετικοί τύποι διόρθωσης ή διαγράμματα για διαφορετικά εύρη ροής.
5.3 Ισχύων τύπος αντλίας
Οι τροποποιημένοι τύποι και τα διαγράμματα ισχύουν μόνο για φυγόκεντρες αντλίες με συμβατικό υδραυλικό σχεδιασμό, ανοιχτές ή κλειστές πτερωτές και λειτουργούν κοντά στο βέλτιστο σημείο απόδοσης (και όχι στο μακρινό άκρο της καμπύλης της αντλίας).Οι αντλίες που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για παχύρρευστα ή ετερογενή υγρά δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτούς τους τύπους και τα διαγράμματα.
5.4 Εφαρμοστέο περιθώριο ασφαλείας σπηλαίωσης
Κατά την άντληση υγρού με υψηλό ιξώδες, τα NPSHA και NPSH3 απαιτείται να έχουν επαρκές περιθώριο ασφαλείας σπηλαίωσης, το οποίο είναι υψηλότερο από αυτό που καθορίζεται σε ορισμένα πρότυπα και προδιαγραφές (όπως το ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Άλλα
1) Η επίδραση του ιξώδους στην απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας είναι δύσκολο να υπολογιστεί με ακριβή τύπο ή να ελεγχθεί με διάγραμμα, και μπορεί να μετατραπεί μόνο από την καμπύλη που προκύπτει από τη δοκιμή.Επομένως, σε πρακτικές εφαρμογές μηχανικής, κατά την επιλογή του εξοπλισμού οδήγησης (με ισχύ), θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η διατήρηση επαρκούς περιθωρίου ασφαλείας.
2) Για υγρά με υψηλό ιξώδες σε θερμοκρασία δωματίου, εάν η αντλία (όπως η αντλία πολτού υψηλής θερμοκρασίας της μονάδας καταλυτικής πυρόλυσης στο διυλιστήριο) ξεκινά σε θερμοκρασία χαμηλότερη από την κανονική θερμοκρασία λειτουργίας, ο μηχανικός σχεδιασμός της αντλίας (όπως η αντοχή του άξονα της αντλίας) και η επιλογή του μηχανισμού μετάδοσης κίνησης και της ζεύξης θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την επίδραση της ροπής που δημιουργείται από την αύξηση του ιξώδους.Παράλληλα, πρέπει να σημειωθεί ότι:
① Προκειμένου να μειωθούν τα σημεία διαρροής (πιθανά ατυχήματα), η μονοβάθμια αντλία προβόλου πρέπει να χρησιμοποιείται όσο το δυνατόν περισσότερο.
② Το κέλυφος της αντλίας πρέπει να είναι εξοπλισμένο με μονωτικό περίβλημα ή συσκευή εντοπισμού θερμότητας για την αποφυγή μεσαίας στερεοποίησης κατά τη βραχυπρόθεσμη διακοπή λειτουργίας.
③ Εάν ο χρόνος απενεργοποίησης είναι μεγάλος, το μέσο στο κέλυφος πρέπει να αδειάσει και να καθαριστεί.
④ Για να αποφευχθεί η δυσκολία αποσυναρμολόγησης της αντλίας λόγω της στερεοποίησης του παχύρρευστου μέσου σε κανονική θερμοκρασία, οι σύνδεσμοι στο περίβλημα της αντλίας θα πρέπει να χαλαρώνουν αργά πριν η θερμοκρασία του μέσου πέσει στην κανονική θερμοκρασία (προσοχή στην προστασία του προσωπικού για να αποφύγετε εγκαύματα ), έτσι ώστε το σώμα της αντλίας και το κάλυμμα της αντλίας να μπορούν να διαχωριστούν αργά.
3) Η αντλία με υψηλότερη ειδική ταχύτητα θα επιλέγεται όσο το δυνατόν περισσότερο για τη μεταφορά παχύρρευστου υγρού, έτσι ώστε να μειωθεί η επίδραση του ιξώδους υγρού στην απόδοσή του και να βελτιωθεί η απόδοση της παχύρρευστης αντλίας.
6. Συμπέρασμα
Το ιξώδες του μέσου έχει μεγάλη επίδραση στην απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας.Η επίδραση του ιξώδους στην απόδοση της φυγοκεντρικής αντλίας είναι δύσκολο να υπολογιστεί με ακριβή τύπο ή να ελεγχθεί με διάγραμμα, επομένως πρέπει να επιλέγονται κατάλληλες μέθοδοι για τη διόρθωση της απόδοσης της αντλίας.
Μόνο όταν είναι γνωστό το πραγματικό ιξώδες του αντλούμενου μέσου, μπορεί να επιλεγεί με ακρίβεια για την αποφυγή πολλών επιτόπιων προβλημάτων που προκαλούνται από τη μεγάλη διαφορά μεταξύ του παρεχόμενου ιξώδους και του πραγματικού ιξώδους.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-27-2022