Perkenalan
Di banyak industri, pompa sentrifugal sering digunakan untuk mengangkut cairan kental.Untuk alasan ini, kami sering menghadapi masalah berikut: berapa viskositas maksimum yang dapat ditangani oleh pompa sentrifugal;Berapa viskositas minimum yang perlu diperbaiki untuk kinerja pompa sentrifugal.Ini melibatkan ukuran pompa (aliran pemompaan), kecepatan spesifik (semakin rendah kecepatan spesifik, semakin besar kerugian gesekan disk), aplikasi (persyaratan tekanan sistem), ekonomi, pemeliharaan, dll.
Artikel ini akan memperkenalkan secara rinci pengaruh viskositas terhadap kinerja pompa sentrifugal, penentuan koefisien koreksi viskositas, dan hal-hal yang memerlukan perhatian dalam aplikasi teknik praktis yang dikombinasikan dengan standar yang relevan dan pengalaman praktik teknik, hanya untuk referensi.
1. Viskositas maksimum yang dapat ditangani oleh pompa sentrifugal
Dalam beberapa referensi asing, batas viskositas maksimum yang dapat ditangani oleh pompa sentrifugal ditetapkan sebagai 3000~3300cSt (centisea, setara dengan mm²/s).Mengenai masalah ini, CE Petersen memiliki makalah teknis sebelumnya (diterbitkan pada pertemuan Asosiasi Energi Pasifik pada bulan September 1982) dan mengajukan argumen bahwa viskositas maksimum yang dapat ditangani oleh pompa sentrifugal dapat dihitung dengan ukuran saluran keluar pompa. nosel, seperti yang ditunjukkan pada Rumus (1):
Vmaks=300(D-1)
Di mana, Vm adalah viskositas kinematik maksimum yang diijinkan SSU (viskositas universal Saybolt) dari pompa;D adalah diameter nozzle outlet pompa (inci).
Dalam praktik teknik praktis, rumus ini dapat digunakan sebagai pedoman praktis untuk referensi.Teori dan Desain Pompa Modern Guan Xingfan berpendapat bahwa: secara umum, pompa baling-baling cocok untuk menyampaikan dengan viskositas kurang dari 150cSt, tetapi untuk pompa sentrifugal dengan NPSHR jauh lebih sedikit daripada NSHA, dapat digunakan untuk viskositas 500~600cSt;Ketika viskositas lebih besar dari 650cSt, kinerja pompa sentrifugal akan sangat menurun dan tidak cocok untuk digunakan.Namun, karena pompa sentrifugal bersifat kontinyu dan berdenyut dibandingkan dengan pompa volumetrik, dan tidak memerlukan katup pengaman dan pengaturan alirannya sederhana, pompa sentrifugal juga umum digunakan dalam produksi kimia di mana viskositas mencapai 1000cSt.Viskositas aplikasi ekonomi pompa sentrifugal biasanya terbatas pada sekitar 500ct, yang sangat tergantung pada ukuran dan aplikasi pompa.
2. Pengaruh viskositas terhadap kinerja pompa sentrifugal
Kehilangan tekanan, gesekan impeler, dan kehilangan kebocoran internal pada impeler dan baling-baling pengarah/saluran aliran volute dari pompa sentrifugal sangat bergantung pada viskositas cairan yang dipompa.Oleh karena itu, ketika memompa cairan dengan viskositas tinggi, kinerja yang ditentukan dengan air akan kehilangan keefektifannya. Viskositas media memiliki pengaruh besar pada kinerja pompa sentrifugal.Dibandingkan dengan air, semakin tinggi viskositas cairan, semakin besar aliran dan kehilangan head pompa tertentu pada kecepatan tertentu.Oleh karena itu, titik efisiensi optimal pompa akan bergerak menuju aliran yang lebih rendah, aliran dan head akan berkurang, konsumsi daya akan meningkat, dan efisiensi akan menurun.Sebagian besar literatur dan standar dalam dan luar negeri serta pengalaman praktik teknik menunjukkan bahwa viskositas memiliki pengaruh yang kecil pada head pada titik mati pompa.
3. Penentuan koefisien koreksi viskositas
Ketika viskositas melebihi 20cSt, efek viskositas pada kinerja pompa terlihat jelas.Oleh karena itu, dalam aplikasi teknik praktis, ketika viskositas mencapai 20cSt, kinerja pompa sentrifugal perlu diperbaiki.Namun, ketika viskositas berada dalam kisaran 5 ~ 20 cSt, kinerjanya dan daya pencocokan motor harus diperiksa.
Saat memompa media kental, perlu untuk memodifikasi kurva karakteristik saat memompa air.
Saat ini, rumus, bagan, dan langkah koreksi yang diadopsi oleh standar dalam dan luar negeri (seperti GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], dll.) untuk cairan kental pada dasarnya berasal dari standar American Hydraulic Lembaga.Ketika kinerja media pengangkut pompa diketahui berupa air, standar American Hydraulic Institute ANSI/HI9.6.7-2015 [4] memberikan langkah-langkah koreksi terperinci dan rumus perhitungan yang relevan.
4. Pengalaman aplikasi teknik
Sejak pengembangan pompa sentrifugal, pendahulu industri pompa telah merangkum berbagai metode untuk mengubah kinerja pompa sentrifugal dari air menjadi media kental, masing-masing dengan kelebihan dan kekurangannya:
4.1 Model AJ Stepanoff
4.2 Metode Paciga
4.3 Institut Hidrolik Amerika
4.4 Metode KSB Jerman
5. Tindakan pencegahan
5.1Media yang dapat diterapkan
Bagan konversi dan rumus perhitungan hanya berlaku untuk cairan kental homogen, yang biasa disebut cairan Newtonian (seperti minyak pelumas), tetapi tidak untuk cairan non Newtonian (seperti cairan dengan serat, krim, pulp, cairan campuran air batubara, dll. .)
5.2 Alur yang dapat diterapkan
Membaca tidak praktis.
Saat ini, rumus dan grafik koreksi di dalam dan luar negeri adalah ringkasan data empiris, yang akan dibatasi oleh kondisi pengujian.Oleh karena itu, dalam aplikasi teknik praktis, perhatian khusus harus diberikan pada: rumus atau bagan koreksi yang berbeda harus digunakan untuk rentang aliran yang berbeda.
5.3 Jenis pompa yang dapat diterapkan
Rumus dan bagan yang dimodifikasi hanya berlaku untuk pompa sentrifugal dengan desain hidrolik konvensional, impeler terbuka atau tertutup, dan beroperasi di dekat titik efisiensi optimal (bukan di ujung kurva pompa).Pompa yang dirancang khusus untuk cairan kental atau heterogen tidak dapat menggunakan rumus dan bagan ini.
5.4 Batas keamanan kavitasi yang berlaku
Saat memompa cairan dengan viskositas tinggi, NPSHA dan NPSH3 diharuskan memiliki margin keamanan kavitasi yang cukup, lebih tinggi dari yang ditentukan dalam beberapa standar dan spesifikasi (seperti ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Lainnya
1) Pengaruh viskositas terhadap kinerja pompa sentrifugal sulit dihitung dengan rumus yang akurat atau diperiksa dengan grafik, dan hanya dapat dikonversi dengan kurva yang diperoleh dari pengujian.Oleh karena itu, dalam aplikasi teknik praktis, ketika memilih peralatan penggerak (dengan daya), harus dipertimbangkan untuk mempertahankan margin keselamatan yang cukup.
2) Untuk cairan dengan viskositas tinggi pada suhu kamar, jika pompa (seperti pompa bubur suhu tinggi dari unit perengkahan katalitik di kilang) dimulai pada suhu yang lebih rendah dari suhu operasi normal, desain mekanis pompa (seperti kekuatan poros pompa) dan pemilihan drive dan kopling harus mempertimbangkan pengaruh torsi yang dihasilkan oleh peningkatan viskositas.Pada saat yang sama, harus dicatat bahwa:
① Untuk mengurangi titik kebocoran (kemungkinan kecelakaan), pompa kantilever satu tahap harus digunakan sejauh mungkin;
② Cangkang pompa harus dilengkapi dengan jaket insulasi atau alat pelacak panas untuk mencegah pemadatan sedang selama penghentian jangka pendek;
③ Jika waktu shutdown lama, media di shell harus dikosongkan dan dibersihkan;
④ Untuk mencegah pompa sulit dibongkar karena pemadatan media kental pada suhu normal, pengencang pada rumah pompa harus dilonggarkan secara perlahan sebelum suhu medium turun ke suhu normal (perhatikan perlindungan personel untuk menghindari panas ), sehingga badan pompa dan penutup pompa dapat dipisahkan secara perlahan.
3) Pompa dengan kecepatan spesifik yang lebih tinggi harus dipilih sejauh mungkin untuk mengangkut cairan kental, untuk mengurangi dampak cairan kental pada kinerjanya dan meningkatkan efisiensi pompa kental.
6. Kesimpulan
Viskositas media memiliki pengaruh besar pada kinerja pompa sentrifugal.Pengaruh viskositas terhadap kinerja pompa sentrifugal sulit dihitung dengan rumus yang akurat atau diperiksa dengan grafik, sehingga metode yang tepat harus dipilih untuk mengoreksi kinerja pompa.
Hanya ketika viskositas sebenarnya dari media yang dipompa diketahui, dapat dipilih secara akurat untuk menghindari banyak masalah di tempat yang disebabkan oleh perbedaan besar antara viskositas yang diberikan dan viskositas aktual.
Waktu posting: Des-27-2022