การแนะนำ
ในหลายอุตสาหกรรม มักใช้ปั๊มหอยโข่งเพื่อขนส่งของไหลที่มีความหนืดด้วยเหตุนี้ เราจึงมักพบปัญหาต่อไปนี้: ความหนืดสูงสุดที่ปั๊มหอยโข่งรับได้คือเท่าใด;ความหนืดขั้นต่ำที่ต้องแก้ไขสำหรับประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งคือเท่าใดสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับขนาดของปั๊ม (การสูบน้ำไหล) ความเร็วเฉพาะ (ยิ่งความเร็วเฉพาะต่ำลง การสูญเสียแรงเสียดทานของดิสก์ก็ยิ่งมากขึ้น) การใช้งาน (ข้อกำหนดแรงดันของระบบ) ความประหยัด การบำรุงรักษา ฯลฯ
บทความนี้จะแนะนำรายละเอียดเกี่ยวกับอิทธิพลของความหนืดต่อประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่ง การหาค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขความหนืด และเรื่องที่ต้องให้ความสนใจในการใช้งานทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติร่วมกับมาตรฐานที่เกี่ยวข้องและประสบการณ์ทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้อง เพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงเท่านั้น
1. ความหนืดสูงสุดที่ปั๊มหอยโข่งรับได้
ในข้อมูลอ้างอิงจากต่างประเทศ ขีดจำกัดความหนืดสูงสุดที่ปั๊มหอยโข่งสามารถจัดการได้คือ 3000~3300cSt (เซนติเซีย เทียบเท่ากับ mm ²/ วินาที)ในประเด็นนี้ CE Petersen มีเอกสารทางเทคนิคก่อนหน้านี้ (เผยแพร่ในการประชุมของสมาคมพลังงานแปซิฟิกในเดือนกันยายน 1982) และเสนอข้อโต้แย้งว่าความหนืดสูงสุดที่ปั๊มหอยโข่งสามารถจัดการได้สามารถคำนวณได้จากขนาดของทางออกของปั๊ม หัวฉีดตามที่แสดงในสูตร (1):
วีแม็กซ์=300(D-1)
โดยที่ Vm คือความหนืดจลนศาสตร์สูงสุดที่อนุญาต SSU (ความหนืดสากลของ Saybolt) ของปั๊มD คือเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวฉีดทางออกของปั๊ม (นิ้ว)
ในทางปฏิบัติทางวิศวกรรม สูตรนี้สามารถใช้เป็นกฎทั่วไปสำหรับการอ้างอิงทฤษฎีและการออกแบบปั๊มสมัยใหม่ของ Guan Xingfan ระบุว่า: โดยทั่วไป ปั๊มใบพัดเหมาะสำหรับการลำเลียงที่มีความหนืดน้อยกว่า 150cSt แต่สำหรับปั๊มหอยโข่งที่มี NPSHR น้อยกว่า NSHA มาก สามารถใช้กับความหนืด 500~600cSt;เมื่อความหนืดมากกว่า 650cSt ประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งจะลดลงอย่างมากและไม่เหมาะสำหรับการใช้งานอย่างไรก็ตาม เนื่องจากปั๊มหอยโข่งทำงานต่อเนื่องและเป็นจังหวะเมื่อเทียบกับปั๊มปริมาตร และไม่จำเป็นต้องมีวาล์วนิรภัยและการควบคุมการไหลก็ง่าย จึงเป็นเรื่องปกติที่จะใช้ปั๊มหอยโข่งในการผลิตสารเคมีที่มีความหนืดถึง 1,000cStความหนืดในการใช้งานทางเศรษฐกิจของปั๊มหอยโข่งมักจำกัดไว้ที่ประมาณ 500 กะรัต ซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดและการใช้งานของปั๊ม
2. อิทธิพลของความหนืดต่อประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่ง
การสูญเสียแรงดัน แรงเสียดทานของใบพัด และการสูญเสียการรั่วไหลภายในของใบพัดและใบพัดนำทาง/ช่องทางไหลของก้นหอยของปั๊มหอยโข่งขึ้นอยู่กับความหนืดของของเหลวที่สูบเป็นส่วนใหญ่ดังนั้นเมื่อสูบของเหลวที่มีความหนืดสูง ประสิทธิภาพที่กำหนดด้วยน้ำจะสูญเสียประสิทธิภาพ ความหนืดของตัวกลางมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งเมื่อเทียบกับน้ำ ยิ่งของเหลวมีความหนืดสูง การไหลและการสูญเสียเฮดของปั๊มที่ความเร็วกำหนดก็จะยิ่งมากขึ้นดังนั้น จุดที่มีประสิทธิภาพสูงสุดของปั๊มจะเคลื่อนไปทางการไหลที่ต่ำกว่า การไหลและเฮดจะลดลง การใช้พลังงานจะเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพจะลดลงวรรณกรรมและมาตรฐานในประเทศและต่างประเทศส่วนใหญ่ตลอดจนประสบการณ์การปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมแสดงให้เห็นว่าความหนืดมีผลเพียงเล็กน้อยต่อส่วนหัวที่จุดปิดปั๊ม
3. การหาค่าสัมประสิทธิ์การแก้ไขความหนืด
เมื่อความหนืดเกิน 20cSt ผลกระทบของความหนืดต่อประสิทธิภาพของปั๊มจะชัดเจนดังนั้นในการใช้งานจริงทางวิศวกรรม เมื่อความหนืดถึง 20cSt จำเป็นต้องแก้ไขประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งอย่างไรก็ตาม เมื่อความหนืดอยู่ในช่วง 5~20 cSt จะต้องตรวจสอบประสิทธิภาพและกำลังมอเตอร์ที่ตรงกัน
เมื่อสูบน้ำในตัวกลางที่มีความหนืด จำเป็นต้องปรับเปลี่ยนเส้นโค้งคุณลักษณะเมื่อสูบน้ำ
ในปัจจุบัน สูตร แผนภูมิ และขั้นตอนการแก้ไขที่ใช้โดยมาตรฐานในประเทศและต่างประเทศ (เช่น GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3] เป็นต้น) สำหรับของเหลวหนืดโดยพื้นฐานมาจากมาตรฐานของ American Hydraulic สถาบัน.เมื่อทราบว่าสมรรถนะของปั๊มลำเลียงสื่อเป็นน้ำ มาตรฐาน ANSI/HI9.6.7-2015 ของสถาบันไฮดรอลิกแห่งสหรัฐอเมริกา [4] จะให้รายละเอียดขั้นตอนการแก้ไขและสูตรการคำนวณที่เกี่ยวข้อง
4. ประสบการณ์การใช้งานด้านวิศวกรรม
นับตั้งแต่การพัฒนาปั๊มหอยโข่ง อุตสาหกรรมปั๊มรุ่นก่อนๆ ได้สรุปวิธีการต่างๆ เพื่อปรับเปลี่ยนประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งจากน้ำเป็นสื่อที่มีความหนืด โดยแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสีย:
4.1 โมเดล AJStepanoff
4.2 วิธี Paciga
4.3 สถาบันไฮดรอลิคอเมริกัน
4.4 วิธี KSB ของเยอรมนี
5.ข้อควรระวัง
5.1 สื่อที่เกี่ยวข้อง
แผนภูมิการแปลงและสูตรการคำนวณใช้ได้เฉพาะกับของเหลวหนืดที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งเรียกกันทั่วไปว่าของเหลวนิวตัน (เช่น น้ำมันหล่อลื่น) แต่ใช้ไม่ได้กับของเหลวที่ไม่ใช่นิวตัน (เช่น ของเหลวที่มีเส้นใย ครีม เยื่อกระดาษ ของเหลวผสมน้ำถ่านหิน ฯลฯ .)
5.2 ขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง
อ่านไม่ปฏิบัติ
ในปัจจุบัน สูตรการแก้ไขและแผนภูมิในประเทศและต่างประเทศเป็นการสรุปข้อมูลเชิงประจักษ์ ซึ่งจะถูกจำกัดโดยเงื่อนไขการทดสอบดังนั้นในการใช้งานด้านวิศวกรรมเชิงปฏิบัติ ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับ: ควรใช้สูตรหรือแผนภูมิการแก้ไขที่แตกต่างกันสำหรับช่วงการไหลที่แตกต่างกัน
5.3 ประเภทปั๊มที่ใช้ได้
สูตรและแผนภูมิที่ปรับเปลี่ยนจะใช้ได้เฉพาะกับปั๊มหอยโข่งที่มีการออกแบบระบบไฮดรอลิกทั่วไป ใบพัดแบบเปิดหรือแบบปิด และการทำงานใกล้กับจุดประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด (แทนที่จะอยู่ที่ปลายสุดของส่วนโค้งของปั๊ม)ปั๊มที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับของเหลวที่มีความหนืดหรือของเหลวต่างกันไม่สามารถใช้สูตรและแผนภูมิเหล่านี้ได้
5.4 ขอบความปลอดภัยของการเกิดโพรงอากาศที่เกี่ยวข้อง
เมื่อสูบจ่ายของเหลวที่มีความหนืดสูง NPSHA และ NPSH3 จำเป็นต้องมีขอบความปลอดภัยจากการเกิดโพรงอากาศเพียงพอ ซึ่งสูงกว่าที่ระบุไว้ในมาตรฐานและข้อกำหนดบางประการ (เช่น ANSI/HI 9.6.1-2012 [7])
5.5 อื่นๆ
1) อิทธิพลของความหนืดต่อประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งยากที่จะคำนวณด้วยสูตรที่ถูกต้องหรือตรวจสอบโดยแผนภูมิ และสามารถแปลงได้โดยเส้นโค้งที่ได้จากการทดสอบเท่านั้นดังนั้น ในการใช้งานจริงทางวิศวกรรม เมื่อเลือกอุปกรณ์ขับเคลื่อน (มีกำลัง) จึงควรพิจารณาสำรองค่าเผื่อความปลอดภัยให้เพียงพอ
2) สำหรับของเหลวที่มีความหนืดสูงที่อุณหภูมิห้อง หากปั๊ม (เช่น ปั๊มสารละลายอุณหภูมิสูงของหน่วยแยกตัวเร่งปฏิกิริยาในโรงกลั่น) เริ่มต้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิการทำงานปกติ การออกแบบทางกลของปั๊ม (เช่นความแข็งแรงของเพลาปั๊ม) และการเลือกไดรฟ์และข้อต่อควรคำนึงถึงอิทธิพลของแรงบิดที่เกิดจากความหนืดที่เพิ่มขึ้นในเวลาเดียวกัน ควรสังเกตว่า:
① เพื่อลดจุดรั่วไหล (อุบัติเหตุที่อาจเกิดขึ้นได้) ควรใช้ปั๊มแบบคานเดียวให้ไกลที่สุด
② เปลือกปั๊มต้องติดตั้งปลอกหุ้มฉนวนหรืออุปกรณ์ติดตามความร้อนเพื่อป้องกันการแข็งตัวปานกลางระหว่างการปิดเครื่องในระยะสั้น
③ หากเวลาปิดเครื่องนาน สื่อในเปลือกจะถูกเทออกและกำจัดออก
④ เพื่อป้องกันไม่ให้ปั๊มแยกชิ้นส่วนได้ยากเนื่องจากการแข็งตัวของตัวกลางหนืดที่อุณหภูมิปกติ ควรคลายตัวยึดบนตัวเรือนปั๊มอย่างช้าๆ ก่อนที่อุณหภูมิตัวกลางจะลดลงสู่อุณหภูมิปกติ (ให้ความสำคัญกับการป้องกันบุคลากรเพื่อหลีกเลี่ยงการลวก ) เพื่อให้สามารถแยกตัวปั๊มและฝาครอบปั๊มออกได้อย่างช้าๆ
3) ปั๊มที่มีความเร็วเฉพาะสูงกว่าจะต้องเลือกให้ไกลที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อขนส่งของเหลวหนืด เพื่อลดผลกระทบของของเหลวหนืดต่อประสิทธิภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพของปั๊มหนืด
6. บทสรุป
ความหนืดของตัวกลางมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งอิทธิพลของความหนืดต่อประสิทธิภาพของปั๊มหอยโข่งเป็นเรื่องยากที่จะคำนวณด้วยสูตรที่ถูกต้องหรือตรวจสอบจากแผนภูมิ ดังนั้นควรเลือกวิธีที่เหมาะสมเพื่อแก้ไขประสิทธิภาพของปั๊ม
เฉพาะเมื่อทราบความหนืดที่แท้จริงของตัวกลางที่สูบแล้วเท่านั้น จึงสามารถเลือกได้อย่างแม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาในสถานที่ต่างๆ ที่เกิดจากความแตกต่างอย่างมากระหว่างความหนืดที่ให้และความหนืดจริง
เวลาโพสต์: 27 ธ.ค.-2565