Максимальная вязкость для центробежного насоса: когда переключать типы насосов

В компании ChangYu Pump, когда клиенты спрашивают нас о максимальной вязкости для центробежных насосов, нам нужно больше, чем просто значение при комнатной температуре. Нам нужны вязкость и плотность жидкости при фактической температуре перекачивания, а также её поведение при холодном пуске и условия всасывания. Эти детали определяют, сможет ли существующий металлический центробежный насос продолжать выполнять задачу—или же другой тип насоса заслуживает более внимательного рассмотрения.

Не существует универсальной максимальной вязкости для центробежных насосов. Ниже примерно 100 сП центробежный насос может оставаться разумным вариантом. В диапазоне около 100–300 сП мы бы сравнили скорректированные характеристики с объёмными насосами. Выше этого диапазона сравнение становится всё более важным. Это ориентировочные диапазоны для предварительного отбора, а не заводские номиналы или ограничения Гидравлического института. Окончательное решение мы принимаем на основе скорректированных характеристик, загрузки двигателя и условий на входе.

максимальная вязкость центробежного насоса

Максимальная вязкость для центробежного насоса: используйте эти диапазоны для предварительного отбора

Мы используем эти диапазоны для формирования краткого списка вариантов перед проверкой фактического режима работы.

Динамическая вязкость при температуре перекачивания	Направление первоначального выбора	Что необходимо проверить
Ниже примерно 100 сП	Оставить центробежный насос в кратком списке	Коррекция при необходимости, требуемый режим работы, мощность двигателя и запас по всасыванию
Около 100–300 сП	Сравнить варианты центробежных и объёмных насосов	Скорректированный КПД, эксплуатационные расходы, холодный пуск и потери на входе
Выше примерно 300 сП	Серьёзно рассмотреть объёмные насосы	Остаётся ли центробежный вариант технически и экономически целесообразным
Любая вязкость с гелеобразованием, предельным напряжением сдвига или значительным содержанием газа	Оценить поведение жидкости отдельно	Реология, заполнение на входе, заливка и пригодность конкретной конструкции насоса

Размер насоса и режим работы имеют значение. Малый насос, обеспечивающий низкий расход при высоком напоре, может стать непривлекательным раньше, чем более крупный насос, работающий на режиме с высоким расходом. Ни один из этих случаев нельзя решить только по таблице.

Конструкция из нержавеющей стали обеспечивает химическую совместимость, но не устраняет потери от вязкости. Подходящий материал корпуса не гарантирует подходящие гидравлические характеристики.

Для получения информации об одной из альтернатив см. нашу Насосы с прогрессивной полостью: полное руководство по выбору и применению.

Почему кривая для воды может дать вам неверный ответ

A опубликованная характеристическая кривая центробежного насоса обычно основана на испытаниях с водой. При более вязкой жидкости внутреннее трение и трение диска рабочего колеса возрастают. Расход, напор и КПД могут снизиться, а мощность, необходимая для обеспечения заданного режима работы, может возрасти. Гидравлический институт объясняет эти эффекты в Как вязкость влияет на перекачивание.

Есть второе изменение: трубопроводная обвязка. Более высокая вязкость увеличивает потери на трение при заданном расходе, поэтому кривую системы также необходимо пересчитать. Корректировка только кривой насоса всё ещё может привести к неверной прогнозируемой рабочей точке. Обе кривые должны представлять одну и ту же жидкость и температуру, прежде чем мы используем их пересечение для прогнозирования расхода.

Поэтому нам необходимо установить:

Скорректированные расход, напор и КПД для фактической жидкости.
Сопротивление системы при требуемом расходе и температуре.
Где скорректированная кривая насоса пересекает эту кривую системы.
Остаются ли мощность двигателя, запас на входе и рабочая область приемлемыми.

При оценке такого типа работы мы используем скорректированные характеристики в рамках области применения метода. ANSI/HI 9.6.7 предоставляет метод для применимых лопастных насосов, перекачивающих ньютоновские жидкости. Он требует соответствующих данных по характеристикам на воде и свойств жидкости; только целевые расход и напор недостаточны. См. описание ANSI/HI 9.6.7 Гидравлическим институтом.

Мы не применяем фиксированный процент потерь и не предполагаем, что ток всегда возрастает. Результат зависит от плотности, КПД и фактически обеспечиваемого режима работы.

Как следует регистрировать максимальную вязкость для центробежного насоса?

Регистрируйте максимальную вязкость для центробежного насоса как оценку для конкретного режима работы, с отдельными значениями свойств жидкости для нормальной работы и самого холодного вероятного повторного пуска. Указывайте температуру, единицы измерения, плотность и метод испытания рядом с каждым показанием, чтобы поставщик мог использовать ту же основу.

Для анализа максимальной вязкости центробежного насоса определите, было ли каждое значение измерено, оценено или взято у поставщика жидкости. Если жидкость изменяется после хранения, запросите данные и для этого состояния; свежая проба может не представлять резервуар, простоявший всю ночь.

Три входных параметра, которые определяют, оставляем ли мы насос

Вязкость при рабочей температуре—и при пуске

Для большинства жидкостей нагревание снижает вязкость. Жидкость, которая легко перекачивается после нагрева, может с трудом перемещаться после ночной остановки.

Мы запрашиваем нормальную температуру, минимальную температуру пуска и соответствующие значения вязкости. Единственное значение с пометкой “вязкость: 80” оставляет нас без единиц измерения, температуры или условий измерения, необходимых для его использования.

Для этого расчёта различайте две распространённые единицы:

сП: динамическая вязкость; 1 сП равен 1 мПа·с.
сСт: кинематическая вязкость; 1 сСт равен 1 мм²/с.

Преобразование: сСт = сП ÷ плотность в г/см³, используя плотность при той же температуре. Например, 120 сП при плотности 1,20 г/см³ соответствует 100 сСт.

Для неньютоновской жидкости нам также нужны метод испытания и скорость сдвига. Сдвиговое разжижение, сдвиговое упрочнение, тиксотропия и предельное напряжение сдвига могут сделать единичное значение вязкости вводящим в заблуждение. Обычную ньютоновскую коррекцию не следует применять без проверки её пригодности.

Плотность при той же температуре

Плотность влияет на давление и мощность на валу. При одинаковом напоре более плотная жидкость создаёт большую разность давлений. При одинаковых расходе, напоре и КПД она также требует большей мощности на валу.

Рассмотрим пример расчёта: 20 м³/ч при напоре 30 м, плотность 1 200 кг/м³. При принятом КПД насоса 65% мощность на валу составляет приблизительно 3,0 кВт. При 35% она составляет приблизительно 5,6 кВт для того же обеспечиваемого режима работы.

Это предполагаемые значения КПД для иллюстрации, а не измеренные результаты работы насоса. Они показывают, почему мы проверяем скорректированный КПД, полный рабочий диапазон и требования к пуску перед выбором электродвигателя.

Условия пуска и всасывания

Мы также проверяем, что происходит до начала установившегося режима работы. Может ли жидкость достичь входного патрубка? Заполнен ли корпус? Осели или затвердели ли твёрдые частицы? Обогревается ли всасывающий трубопровод так же, как и резервуар?

Для вязких сред мы проверяем:

Минимальный уровень в резервуаре и давление над жидкостью.
Внутренний диаметр, длину, высоту подъёма и фитинги всасывающего трубопровода.
Фильтры-сетки, клапаны и их состояние.
Давление паров при температуре перекачивания.
Длительность простоя, схемы обогрева и процедура повторного пуска.

Высокие потери на всасывании могут снизить располагаемый кавитационный запас, или NPSHA. Сравните это с применимым требованием насоса к всасыванию и требуемым запасом. Обогрев может улучшить текучесть, но также повысить давление паров, поэтому важны оба эффекта.

Смена типа насоса не исправляет недостаточный диаметр всасывающего трубопровода. Объёмные насосы также нуждаются в достаточной подаче на входе. Если располагаемое давление всасывания недостаточно, они тоже могут подвергаться кавитации.

Какие доказательства обосновывают решение о максимальной вязкости для центробежного насоса?

Решение о максимальной вязкости для центробежного насоса должно включать скорректированную характеристику насоса, пересчитанную характеристику системы и точку их пересечения. Запросите прогнозируемый расход, напор, КПД и потребляемую мощность при фактической температуре, а также метод и его применимость к вашей жидкости.

При сравнении максимальной вязкости для центробежного насоса с возможностями альтернативных насосов используйте одинаковые расход, давление, часы работы и условия на входе. Лучший насос для высоковязких жидкостей — это вариант, удовлетворяющий этим требованиям во всём соответствующем диапазоне температур, а не вариант с наибольшим каталожным значением вязкости.

Когда мы сохраняем металлический центробежный насос

Мы рассматриваем центробежный насос, когда:

Жидкость является ньютоновской, или её поведение можно надёжно оценить.
Скорректированные характеристики обеспечивают требуемые расход и напор.
КПД приемлем для ожидаемого количества часов работы.
Электродвигатель покрывает рабочий диапазон и требования к пуску.
Подача на входе и запас NPSH достаточны.
Твёрдые частицы, газ, коррозия и совместимость уплотнений находятся в пределах возможностей выбранной конфигурации.

Геометрия рабочего колеса, зазоры и частота вращения могут улучшить конфигурацию, но мы проверяем результирующие характеристики. Снижение частоты вращения также снижает располагаемый напор; открытое или полуоткрытое рабочее колесо не является автоматическим решением для густых жидкостей.

Для совместимых химических жидкостей, прошедших эти проверки, мы можем рассмотреть Химический центробежный насос из нержавеющей стали серии CYH, включая его конфигурацию материалов и уплотнений для фактических условий эксплуатации.

Когда мы сравниваем объёмные насосы

Мы сравниваем другие типы насосов, когда скорректированный расход недостаточен, КПД делает непрерывную работу дорогостоящей или пуск и заполнение на входе остаются ненадёжными.

Высокий перепад давления при низком расходе, требования к дозированию или выраженное неньютоновское поведение также могут обосновать сравнение насосных технологий. Содержание газа и летучесть требуют отдельной оценки; ни то, ни другое автоматически не делает каждый объёмный насос пригодным.

Лучший насос для высоковязких жидкостей зависит не только от густоты:

Тип насоса	Где мы бы его рассмотрели	Детали выбора, которые важны
Металлический центробежный насос (серия CYH)	Непрерывная перекачка с приемлемыми скорректированными характеристиками	КПД, рабочая область, запас на всасывании и химическая совместимость
Винтовой насос с прогрессивной полостью (серия G)	Вязкие жидкости, некоторые среды с твёрдыми частицами и контролируемая перекачка с низким сдвигом	Совместимость статора, размер частиц, частота вращения, заполнение на входе и защита от сухого хода
Шестерённый насос	Чистые, часто смазывающие вязкие жидкости, требующие стабильной перекачки	Абразивность, зазоры, температура, частота вращения и перепад давления
Пневматический мембранный насос двойного действия (серия BFQ)	Периодическая перекачка, некоторые химические среды с твёрдыми частицами и задачи, требующие способности к самовсасыванию	Понижение характеристик по вязкости, высота всасывания, подача воздуха, пульсация и совместимость мембран
Мембранный дозировочный насос	Контролируемое химическое дозирование в пределах вязкостных возможностей модели	Точность дозирования, заполнение обратных клапанов, условия на входе и давление нагнетания

Мы различаем мембранные насосы для перекачки и мембранные дозировочные насосы: использование мембраны само по себе не гарантирует точность дозирования.

Мы также проверяем требования к монтажу. Для роторных объёмных насосов с приводом от электродвигателя обеспечьте подходящую защиту от превышения давления при заблокированном нагнетании.

Перед рекомендацией модели мы проверяем условия на входе и снижение характеристик из-за вязкости. Наше сравнение охватывает стоимость покупки, энергопотребление, обслуживание, нагрев и надёжность.

Как выбрать оптимальный насос для высоковязких жидкостей?

Попросите поставщика объяснить основу оценки максимальной вязкости для центробежного насоса применительно к предлагаемой модели, частоте вращения и диаметру рабочего колеса. В коммерческом предложении должны быть указаны допущения по свойствам жидкости, требования к электродвигателю, допустимая рабочая область, требования к всасыванию и необходимость нагрева перед пуском.

Рассматривайте максимальную вязкость для центробежного насоса как часть комплексной проверки конфигурации. Для химического исполнения, в котором сохраняется центробежный насос с механическим уплотнением, также проверьте схемы уплотнений насосов для химических насосов из нержавеющей стали; приемлемые гидравлические характеристики сами по себе не подтверждают пригодность системы поддержки уплотнения.

Отправьте эти данные для проверки конфигурации насоса

Для проверки конфигурации отправьте нам следующую информацию. Отметьте неизвестные значения и обозначьте любые оценки.

Информация	Что предоставить
Жидкость	Название, состав, концентрация и имеющийся паспорт безопасности
Температура	Минимальная, нормальная и максимальная температура перекачивания; температура холодного пуска
Вязкость	Значения при соответствующих температурах, единицы измерения и метод измерения; скорость сдвига, где применимо
Плотность	Плотность или удельный вес с указанием температуры приведения
Требуемый режим работы	Минимальный, нормальный и максимальный расход; полный динамический напор или перепад давления
Условия на входе	Давление в резервуаре, минимальный уровень, высотные отметки, внутренний диаметр трубопровода, длина, фитинги и фильтры-сетки
Пуск	Длительность останова, нагрев, заливка, противодавление и любое гелеобразование или осаждение
Твёрдые частицы и газ	Концентрация, размер частиц, абразивность, увлечённый газ и данные по давлению паров, если имеются
Существующее оборудование	Модель, частота вращения, диаметр рабочего колеса, мощность электродвигателя, схема уплотнения и характеристическая кривая
Эксплуатационные данные	Измеренная температура, расход, давление на всасывании/нагнетании, ток, вибрация и время возникновения неисправности

Показания как при пуске, так и при установившемся режиме особенно полезны. Укажите, улучшается ли расход после прогрева, начинаются ли проблемы по мере опорожнения резервуара и изменился ли перепад давления на фильтре-сетке.

Жалоба на низкий расход при высоком токе требует иного расследования, чем низкий расход при низком токе. Ни один из случаев не доказывает, что вязкость является единственной причиной; также может потребоваться проверка частоты вращения, направления вращения, засорения, износа и контрольно-измерительных приборов.

Электронная почта: [email protected]

ТЕЛ/WA: +86-13651913727

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Какова максимальная вязкость для центробежного насоса?

Не существует единого значения, применимого ко всем центробежным насосам. Приблизительные диапазоны 100 сП и 100–300 сП выше помогают отсеивать варианты. Пригодность конкретного насоса зависит от скорректированных характеристик, поведения жидкости, условий на входе и эксплуатационных затрат. Расчётный диапазон метода коррекции не является рекомендуемым рабочим пределом.

Является ли 300 сП слишком высокой вязкостью для центробежного насоса?

Не обязательно. При 300 сП мы бы сравнили скорректированные характеристики центробежного насоса с подходящими альтернативами объёмного типа. Значение имеют плотность, температура, типоразмер насоса и требуемый режим работы. Мы не можем сделать вывод только по значению в сП.

Какой насос лучше всего подходит для высоковязких жидкостей?

Винтовые насосы объёмного типа заслуживают рассмотрения для вязких жидкостей или некоторых жидкостей с твёрдыми частицами; шестерённые насосы подходят для многих чистых вязких сред. Мембранные варианты могут подходить для химической перекачки или дозирования в зависимости от конструкции. Мы выбираем вариант, который соответствует полному режиму работы, включая пуск и подачу на входе.

Может ли более мощный электродвигатель решить проблему?

Более мощный электродвигатель может устранить подтверждённый дефицит мощности. Он не восстанавливает напор или расход, потерянные из-за вязкости, не улучшает подачу на входе и не делает непригодную гидравлическую конфигурацию эффективной. Мы бы проверили причину, прежде чем менять электродвигатель.

Можно ли использовать вязкость при комнатной температуре для процесса с нагревом?

Используйте вязкость при фактической температуре перекачивания для оценки рабочего режима и при температуре пуска для проверок повторного запуска. Без обоих значений мы можем упустить наиболее сложную часть цикла.

Отправьте нам ваш режим работы перед выбором следующего насоса

Если вы проверяете, справится ли существующий металлический насос с вашей вязкой жидкостью, отправьте нам данные о жидкости, зависящую от температуры вязкость и плотность, требуемые расход/напор, схему всасывания, процедуру пуска и текущую модель. Приложите имеющуюся характеристическую кривую и эксплуатационные показания.

Мы можем проверить, соответствует ли режим работы конфигурации CYH в рамках нашей ассортимент насосов из нержавеющей стали или следует рассмотреть вариант объёмного типа. Цель — насос, который соответствует требованиям процесса, надёжно запускается и целесообразен в эксплуатации.

Электронная почта: [email protected]

ТЕЛ/WA: +86-13651913727

Для проверки максимальной вязкости для центробежного насоса отправьте свойства жидкости при рабочем режиме и при пуске вместе с требуемым режимом работы и схемой всасывания. Затем мы сможем сравнить скорректированные характеристики центробежного насоса с подходящими альтернативами и обсудить оптимальный насос для высоковязких жидкостей для этих конкретных условий.

Ссылки и технические источники

Мы подготовили это руководство, используя приведённые ниже ссылки Hydraulic Institute и нашу информацию о продукции. Диапазоны вязкости являются ориентировочными рекомендациями, а не пределами, установленными ANSI/HI 9.6.7. В примере расчёта мощности использованы принятые значения КПД; окончательный выбор требует проверки для конкретного режима работы.