Вискозитетът на флуида играе решаваща роля в работата на помпа с вертикален аксиален поток. Като доставчик на помпи с вертикален аксиален поток, видях от първа ръка как това на пръв поглед просто свойство може да има огромно влияние върху ефективността, напора и цялостната работа на помпата. В този блог ще разбера какво представлява вискозитетът на флуида, как той влияе върху производителността на помпа с вертикален аксиален поток и какво можете да направите, за да гарантирате, че помпата ви работи по най-добрия начин.
Какво е вискозитет на течността?
Да започнем с основите. Вискозитетът е мярка за съпротивлението на течността срещу потока. Мислете за това така: медът е по-вискозен от водата. Когато наливате меда, той тече бавно и залепва по стените на съда. Водата, от друга страна, тече бързо и лесно. Това е така, защото медът има по-висок вискозитет от водата.
От техническа гледна точка, вискозитетът е вътрешното триене между молекулите на течността. Когато течност тече, молекулите се търкат една в друга, създавайки съпротивление. Колкото по-висок е вискозитетът, толкова по-голямо е съпротивлението на потока. Вискозитетът обикновено се измерва в сантипоази (cP) или паскал - секунди (Pa·s).
Как вискозитетът влияе върху производителността на помпата
1. Ефективност
Едно от най-значимите въздействия на вискозитета на течността върху вертикална помпа с аксиален поток е върху нейната ефективност. Тъй като вискозитетът на течността се увеличава, помпата трябва да работи по-усилено, за да премести течността. Това е така, защото течността с по-висок вискозитет създава по-голямо съпротивление на въртенето на работното колело.
При вертикална помпа с аксиален поток работното колело се върти, за да създаде поток от течност по оста на помпата. Когато течността е силно вискозна, работното колело трябва да преодолее повече триене, за да премести течността. Това означава, че е необходима повече енергия за постигане на същия дебит като при по-малко вискозна течност. В резултат на това ефективността на помпата намалява.
Например, ако изпомпвате вода (която има сравнително нисък вискозитет) и след това преминете към гъсто масло (което има висок вискозитет), ще забележите, че помпата използва повече мощност, за да поддържа същия дебит. Допълнителната мощност се използва за преодоляване на повишеното вътрешно триене на вискозната течност.
2. Глава
Напорът е друг важен параметър на работата на помпата. Отнася се до височината, до която помпата може да повдигне течността. Вискозитетът също оказва значително влияние върху напора на помпа с вертикален аксиален поток.
Тъй като вискозитетът на течността се увеличава, напорът, развит от помпата, намалява. Това е така, защото течността с по-висок вискозитет има по-голямо съпротивление на потока и помпата по-трудно избутва течността срещу гравитацията. При вертикална помпа с аксиален поток работното колело предава енергия на течността, за да увеличи налягането и да я повдигне до определена височина. Когато течността е вискозна, преносът на енергия от работното колело към течността е по-малко ефективен.
Да приемем, че имате помпа, която може да вдигне вода на височина 10 метра. Ако преминете към по-вискозна течност, помпата може да успее да повдигне течността само до 7 или 8 метра. Намаленият напор се дължи на повишеното съпротивление на вискозния флуид при протичане.
3. Дебит
Вискозитетът също влияе върху дебита на помпа с вертикален аксиален поток. С увеличаването на вискозитета, скоростта на потока обикновено намалява за дадена скорост на помпата. Това е така, защото работното колело трябва да работи по-усилено, за да премести по-вискозната течност и не може да изтласка толкова много течност през помпата за определено време.
Връзката между вискозитета и дебита не е линейна. При нисък вискозитет намаляването на скоростта на потока може да бъде относително малко. Но тъй като вискозитетът се увеличава значително, скоростта на потока може да спадне бързо.
Последици за дизайна на помпата
Когато работите с високо вискозни течности, конструкцията на помпата трябва да бъде съответно коригирана. За помпа с вертикален аксиален поток могат да бъдат направени някои модификации на дизайна, за да се подобри работата й с вискозни течности.
Един подход е да се увеличи размерът на работното колело. По-голямото работно колело може да генерира повече въртящ момент и да преодолее увеличеното съпротивление на вискозната течност. Друга възможност е да промените дизайна на работното колело. Например работно колело с по-агресивна форма на лопатката може да се справи по-добре с вискозни течности.
Тези промени в дизайна обаче имат и ограничения. Увеличаването на размера на работното колело или промяната на формата на лопатката може да увеличи цената на помпата и може също да изисква повече мощност за работа. Така че това е баланс между подобряване на производителността и поддържане на разходите и консумацията на енергия.
Приложения в реалния свят
В много отрасли помпите с вертикален аксиален поток се използват за работа с течности с различен вискозитет. Например в нефтената и газовата промишленост помпите се използват за пренос на суров нефт, който може да има широк диапазон от вискозитет в зависимост от неговия състав и температура. В хранително-вкусовата промишленост помпите се използват за обработка на вискозни продукти като сиропи, пасти и кремове.
В тези приложения разбирането на ефекта на вискозитета върху работата на помпата е от решаващо значение. Ако помпата не е правилно оразмерена или проектирана за вискозния флуид, това може да доведе до неефективност, увеличени разходи за енергия и дори повреда на помпата.
Работа с вискозни течности
Ако използвате помпа с вертикален аксиален поток за работа с вискозни течности, има няколко неща, които можете да направите, за да оптимизирате работата ѝ:
1. Контрол на температурата
Вискозитетът силно зависи от температурата. Като цяло, когато температурата на течността се повишава, нейният вискозитет намалява. Като загреете течността, преди да влезе в помпата, можете да намалите нейния вискозитет и да подобрите работата на помпата.
Например, в приложение за изпомпване на нефт, нагряването на суровия нефт може да улесни изпомпването. Контролът на температурата обаче има своите ограничения. Някои течности може да са чувствителни към високи температури и отоплението може да не е жизнеспособна опция във всички случаи.
2. Избор на помпа
Когато работите с вискозни течности, важно е да изберете правилната помпа. Помислете за обхвата на вискозитета на течността, която ще изпомпвате, и изберете помпа, която е проектирана да се справя с тези вискозитети. Може също така да се наложи да се консултирате с експерт по помпата, за да сте сигурни, че помпата е правилно оразмерена за вашето приложение.
Предлагат се различни видове помпи, а помпите с вертикален аксиален поток са само една опция. За течности с много висок вискозитет може да са по-подходящи други типове помпи като обемни помпи.
Нашата продуктова гама
Като доставчик на помпи с вертикален аксиален поток, ние предлагаме разнообразие от помпи, за да отговорим на различни нужди. ИмамеПотопяема помпа със смесен поток, който съчетава функциите на помпи с аксиален и радиален поток и може да се справи с различни вискозитети на течности. НашитеПомпа с хоризонтален аксиален потоке подходящ за приложения, където се изисква хоризонтална инсталация. И нашитеПотопяема аксиална помпае предназначен за използване при потопени приложения.
Заключение
Вискозитетът на флуида има дълбок ефект върху работата на помпата с вертикален аксиален поток. Това влияе върху ефективността, напора и дебита на помпата. Разбирането на тези ефекти е от решаващо значение за всеки, който използва тези помпи, независимо дали в индустриални, търговски или жилищни приложения.
Ако сте изправени пред предизвикателства с изпомпване на вискозни течности или търсите помпа за конкретно приложение, не се колебайте да се свържете с нас. Ние сме тук, за да ви помогнем да изберете правилната помпа и да гарантираме, че тя работи по най-добрия начин. Свържете се с нас, за да обсъдим вашите изисквания и да започнем преговори за поръчка.
Референции
- „Наръчник за помпи“ от Игор Карасик, Джоузеф П. Месина, Пол Купър и Чарлз К. Хийлд.
- „Механика на флуидите“ от Франк М. Уайт.
- Технически документи за производителността на помпата и вискозитета на течността от водещи в индустрията организации.