تأثير اللزوجة المتوسطة على أداء مضخة الطرد المركزي الكلمة الرئيسية: مضخة الطرد المركزي ، اللزوجة ، عامل التصحيح ، تجربة التطبيق

مقدمة

في العديد من الصناعات ، غالبًا ما تستخدم مضخات الطرد المركزي لنقل السوائل اللزجة.لهذا السبب ، غالبًا ما نواجه المشكلات التالية: ما مقدار اللزوجة القصوى التي يمكن لمضخة الطرد المركزي التعامل معها ؛ما هو الحد الأدنى من اللزوجة التي يجب تصحيحها لأداء مضخة الطرد المركزي.يتضمن ذلك حجم المضخة (تدفق الضخ) ، والسرعة المحددة (كلما انخفضت السرعة المحددة ، زاد فقد احتكاك القرص) ، والتطبيق (متطلبات ضغط النظام) ، والاقتصاد ، وقابلية الصيانة ، وما إلى ذلك.
ستعرض هذه المقالة بالتفصيل تأثير اللزوجة على أداء مضخة الطرد المركزي ، وتحديد معامل تصحيح اللزوجة ، والأمور التي تحتاج إلى الاهتمام في التطبيق الهندسي العملي جنبًا إلى جنب مع المعايير ذات الصلة وخبرة الممارسة الهندسية ، كمرجع فقط.

1. اللزوجة القصوى التي يمكن لمضخة الطرد المركزي التعامل معها
في بعض المراجع الأجنبية ، يتم تعيين حد اللزوجة الأقصى الذي يمكن لمضخة الطرد المركزي التعامل معه على 3000 ~ 3300cSt (centisea ، أي ما يعادل mm ² / s).حول هذه المسألة ، كان لدى CE Petersen ورقة فنية سابقة (نُشرت في اجتماع جمعية الطاقة في المحيط الهادئ في سبتمبر 1982) وطرح حجة مفادها أنه يمكن حساب اللزوجة القصوى التي يمكن لمضخة الطرد المركزي التعامل معها من خلال حجم منفذ المضخة فوهة ، كما هو موضح في الصيغة (1):
Vmax = 300 (د -1)
حيث ، Vm هو الحد الأقصى المسموح به من اللزوجة الحركية SSU (لزوجة Saybolt العالمية) للمضخة ؛D هو قطر فوهة مخرج المضخة (بوصة).
في الممارسة الهندسية العملية ، يمكن استخدام هذه الصيغة كقاعدة عامة كمرجع.تنص نظرية وتصميم المضخة الحديثة Guan Xingfan على ما يلي: بشكل عام ، مضخة الريشة مناسبة للنقل مع لزوجة أقل من 150cSt ، ولكن لمضخات الطرد المركزي مع NPSHR أقل بكثير من NSHA ، يمكن استخدامها لزوجة 500 ~ 600cSt ؛عندما تكون اللزوجة أكبر من 650cSt ، فإن أداء مضخة الطرد المركزي سينخفض ​​بشكل كبير وهي غير مناسبة للاستخدام.ومع ذلك ، نظرًا لأن مضخة الطرد المركزي مستمرة ونابضة مقارنة بالمضخة الحجمية ، ولا تحتاج إلى صمام أمان وتنظيم التدفق بسيط ، فمن الشائع أيضًا استخدام مضخات الطرد المركزي في الإنتاج الكيميائي حيث تصل اللزوجة إلى 1000cSt.عادةً ما تقتصر لزوجة التطبيق الاقتصادي لمضخة الطرد المركزي على حوالي 500 قيراط ، والتي تعتمد إلى حد كبير على حجم وتطبيق المضخة.

2. تأثير اللزوجة على أداء مضخة الطرد المركزي
يعتمد فقدان الضغط واحتكاك المكره وفقدان التسرب الداخلي في المكره وريشة التوجيه / ممر التدفق الحلزوني لمضخة الطرد المركزي إلى حد كبير على لزوجة السائل الذي يتم ضخه.لذلك ، عند ضخ السائل ذو اللزوجة العالية ، فإن الأداء المحدد بالماء سيفقد فعاليته.لزوجة الوسيط لها تأثير كبير على أداء مضخة الطرد المركزي.بالمقارنة مع الماء ، كلما زادت لزوجة السائل ، زاد التدفق وفقدان الرأس لمضخة معينة بسرعة معينة.لذلك ، ستتحرك نقطة الكفاءة المثلى للمضخة نحو تدفق أقل ، وسيقل التدفق والرأس ، وسيزداد استهلاك الطاقة ، وستنخفض الكفاءة.تُظهر الغالبية العظمى من الأدبيات والمعايير المحلية والأجنبية بالإضافة إلى تجربة الممارسة الهندسية أن اللزوجة لها تأثير ضئيل على الرأس عند نقطة إيقاف تشغيل المضخة.

3. تحديد معامل تصحيح اللزوجة
عندما تتجاوز اللزوجة 20cSt ، يكون تأثير اللزوجة على أداء المضخة واضحًا.لذلك ، في التطبيقات الهندسية العملية ، عندما تصل اللزوجة إلى 20 درجة مئوية ، يجب تصحيح أداء مضخة الطرد المركزي.ومع ذلك ، عندما تكون اللزوجة في حدود 5 ~ 20 cSt ، يجب فحص أدائها وقوة مطابقة المحرك.
عند ضخ وسط لزج ، من الضروري تعديل المنحنى المميز عند ضخ المياه.
في الوقت الحاضر ، الصيغ والرسوم البيانية وخطوات التصحيح المعتمدة من قبل المعايير المحلية والأجنبية (مثل GB / Z 32458 [2] ، ISO / TR 17766 [3] ، إلخ) للسوائل اللزجة هي أساسًا من معايير الهيدروليكية الأمريكية معهد.عندما يُعرف أن أداء وسيط نقل المضخة هو الماء ، فإن معيار المعهد الهيدروليكي الأمريكي ANSI / HI9.6.7-2015 [4] يعطي خطوات تصحيح مفصلة وصيغ حسابية ذات صلة.

4. الخبرة التطبيقية الهندسية
منذ تطوير مضخات الطرد المركزي ، لخص أسلاف صناعة المضخات مجموعة متنوعة من الطرق لتعديل أداء مضخات الطرد المركزي من الماء إلى الوسائط اللزجة ، ولكل منها مزايا وعيوب:
4.1 AJ نموذج ستيبانوف
4.2 طريقة باسيجا
4.3 المعهد الهيدروليكي الأمريكي
4.4 طريقة KSB الألمانية

5. الاحتياطات
5.1 الوسائط القابلة للتطبيق
مخطط التحويل وصيغة الحساب قابلة للتطبيق فقط على السائل اللزج المتجانس ، والذي يُطلق عليه عادةً السائل النيوتوني (مثل زيت التشحيم) ، ولكن ليس على السائل غير النيوتوني (مثل السائل الذي يحتوي على الألياف ، والقشدة ، واللب ، وسوائل خليط ماء الفحم ، إلخ. .)
5.2 التدفق المطبق
القراءة ليست عملية.
في الوقت الحالي ، تعد معادلات ومخططات التصحيح في الداخل والخارج ملخصًا للبيانات التجريبية ، والتي سيتم تقييدها بظروف الاختبار.لذلك ، في التطبيقات الهندسية العملية ، ينبغي إيلاء اهتمام خاص لما يلي: يجب استخدام صيغ أو مخططات تصحيح مختلفة لنطاقات التدفق المختلفة.
5.3 نوع المضخة المطبقة
الصيغ والرسوم البيانية المعدلة قابلة للتطبيق فقط على مضخات الطرد المركزي ذات التصميم الهيدروليكي التقليدي ، والدفاعات المفتوحة أو المغلقة ، والتي تعمل بالقرب من نقطة الكفاءة المثلى (بدلاً من الطرف البعيد لمنحنى المضخة).لا يمكن للمضخات المصممة خصيصًا للسوائل اللزجة أو غير المتجانسة استخدام هذه الصيغ والرسوم البيانية.
5.4 هامش أمان التجويف المطبق
عند ضخ سائل عالي اللزوجة ، يجب أن يكون لدى NPSHA و NPSH3 هامش أمان كافٍ للتجويف ، وهو أعلى من ذلك المحدد في بعض المعايير والمواصفات (مثل ANSI / HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 أخرى
1) من الصعب حساب تأثير اللزوجة على أداء مضخة الطرد المركزي من خلال صيغة دقيقة أو التحقق منها بواسطة الرسم البياني ، ولا يمكن تحويلها إلا من خلال المنحنى الذي تم الحصول عليه من الاختبار.لذلك ، في التطبيقات الهندسية العملية ، عند اختيار معدات القيادة (مع الطاقة) ، يجب مراعاة الاحتفاظ بهامش أمان كافٍ.
2) بالنسبة للسوائل ذات اللزوجة العالية في درجة حرارة الغرفة ، إذا تم تشغيل المضخة (مثل مضخة الطين ذات درجة الحرارة العالية لوحدة التكسير التحفيزي في المصفاة) عند درجة حرارة أقل من درجة حرارة التشغيل العادية ، فإن التصميم الميكانيكي للمضخة (مثل قوة عمود المضخة) واختيار المحرك والاقتران يجب أن يأخذ في الاعتبار تأثير عزم الدوران الناتج عن زيادة اللزوجة.في الوقت نفسه ، يجب ملاحظة ما يلي:
① لتقليل نقاط التسرب (الحوادث المحتملة) ، يجب استخدام مضخة ناتئ أحادية المرحلة قدر الإمكان ؛
② يجب أن يكون غلاف المضخة مزودًا بغطاء عازل أو جهاز تتبع الحرارة لمنع التصلب المتوسط ​​أثناء الإغلاق قصير المدى ؛
③ إذا كان وقت الإغلاق طويلاً ، يجب إفراغ الوسط الموجود في الغلاف وتطهيره ؛
④ من أجل منع المضخة من الصعوبة في التفكيك بسبب تصلب الوسط اللزج في درجة الحرارة العادية ، يجب فك السحابات الموجودة على غلاف المضخة ببطء قبل أن تنخفض درجة الحرارة المتوسطة إلى درجة الحرارة العادية (انتبه إلى حماية الأفراد لتجنب السقوط. ) ، بحيث يمكن فصل جسم المضخة وغطاء المضخة ببطء.

3) يجب اختيار المضخة ذات السرعة النوعية الأعلى قدر الإمكان لنقل السائل اللزج ، وذلك لتقليل تأثير السائل اللزج على أدائها وتحسين كفاءة المضخة اللزجة.

6. الخلاصة
لزوجة الوسط تأثير كبير على أداء مضخة الطرد المركزي.من الصعب حساب تأثير اللزوجة على أداء مضخة الطرد المركزي من خلال صيغة دقيقة أو فحصها بواسطة الرسم البياني ، لذلك يجب اختيار الطرق المناسبة لتصحيح أداء المضخة.
فقط عندما تُعرف اللزوجة الفعلية للوسيط الذي يتم ضخه ، يمكن تحديده بدقة لتجنب العديد من المشكلات في الموقع الناتجة عن الاختلاف الكبير بين اللزوجة المتوفرة واللزوجة الفعلية.