Giới thiệu
Trong nhiều ngành công nghiệp, máy bơm ly tâm thường được sử dụng để vận chuyển chất lỏng nhớt.Vì lý do này, chúng ta thường gặp phải các vấn đề sau: độ nhớt tối đa mà máy bơm ly tâm có thể xử lý là bao nhiêu;Độ nhớt tối thiểu cần được điều chỉnh cho hiệu suất của máy bơm ly tâm là bao nhiêu.Điều này liên quan đến kích thước của máy bơm (lưu lượng bơm), tốc độ cụ thể (tốc độ cụ thể càng thấp, tổn thất ma sát đĩa càng lớn), ứng dụng (yêu cầu áp suất hệ thống), tính kinh tế, khả năng bảo trì, v.v.
Bài viết này sẽ giới thiệu chi tiết ảnh hưởng của độ nhớt đến hiệu suất của bơm ly tâm, xác định hệ số hiệu chỉnh độ nhớt và những vấn đề cần chú ý trong ứng dụng kỹ thuật thực tế kết hợp với các tiêu chuẩn liên quan và kinh nghiệm thực hành kỹ thuật, chỉ mang tính chất tham khảo.
1. Độ nhớt tối đa mà bơm ly tâm có thể xử lý
Trong một số tài liệu tham khảo nước ngoài, giới hạn độ nhớt tối đa mà bơm ly tâm có thể xử lý được đặt là 3000~3300cSt (centisea, tương đương với mm²/s).Về vấn đề này, CE Petersen đã có một bài báo kỹ thuật trước đó (xuất bản tại cuộc họp của Hiệp hội Năng lượng Thái Bình Dương vào tháng 9 năm 1982) và đưa ra lập luận rằng độ nhớt tối đa mà bơm ly tâm có thể xử lý có thể được tính bằng kích thước của đầu ra của bơm. vòi phun, như thể hiện trong Công thức (1):
Vmax=300(D-1)
Trong đó, Vm là độ nhớt động học tối đa cho phép SSU (độ nhớt vạn năng Saybolt) của máy bơm;D là đường kính vòi xả của bơm (inch).
Trong thực hành kỹ thuật thực tế, công thức này có thể được sử dụng như một quy tắc ngón tay cái để tham khảo.Lý thuyết và thiết kế máy bơm hiện đại của Guan Xingfan cho rằng: nói chung, bơm cánh gạt phù hợp để vận chuyển có độ nhớt dưới 150cSt, nhưng đối với máy bơm ly tâm có NPSHR thấp hơn nhiều so với NSHA, nó có thể được sử dụng cho độ nhớt 500 ~ 600cSt;Khi độ nhớt lớn hơn 650cSt, hiệu suất của bơm ly tâm sẽ giảm đi rất nhiều và không phù hợp để sử dụng.Tuy nhiên, do bơm ly tâm hoạt động liên tục và dao động so với bơm thể tích, không cần van an toàn và điều chỉnh lưu lượng đơn giản nên người ta cũng thường sử dụng bơm ly tâm trong sản xuất hóa chất có độ nhớt đạt 1000cSt.Độ nhớt ứng dụng kinh tế của máy bơm ly tâm thường được giới hạn trong khoảng 500ct, phần lớn phụ thuộc vào kích thước và ứng dụng của máy bơm.
2. Ảnh hưởng của độ nhớt đến hoạt động của bơm ly tâm
Tổn thất áp suất, ma sát bánh công tác và tổn thất do rò rỉ bên trong trong bánh công tác và cánh dẫn hướng/dòng chảy xoắn ốc của bơm ly tâm phần lớn phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng được bơm.Do đó, khi bơm chất lỏng có độ nhớt cao, hiệu suất được xác định bằng nước sẽ mất hiệu quả. Độ nhớt của môi trường có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của bơm ly tâm.So với nước, độ nhớt của chất lỏng càng cao thì lưu lượng và tổn thất cột áp của một máy bơm nhất định ở một tốc độ nhất định càng lớn.Do đó, điểm hiệu quả tối ưu của máy bơm sẽ di chuyển về phía lưu lượng thấp hơn, lưu lượng và cột áp sẽ giảm, mức tiêu thụ điện năng sẽ tăng và hiệu suất sẽ giảm.Phần lớn các tài liệu và tiêu chuẩn trong và ngoài nước cũng như kinh nghiệm thực hành kỹ thuật cho thấy độ nhớt ít ảnh hưởng đến cột áp tại điểm ngắt bơm.
3. Xác định hệ số hiệu chỉnh độ nhớt
Khi độ nhớt vượt quá 20cSt, ảnh hưởng của độ nhớt đến hiệu suất của máy bơm là rõ ràng.Do đó, trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, khi độ nhớt đạt đến 20cSt, hiệu suất của bơm ly tâm cần được hiệu chỉnh.Tuy nhiên, khi độ nhớt nằm trong khoảng 5~20 cSt, phải kiểm tra hiệu suất của nó và công suất phù hợp của động cơ.
Khi bơm môi trường nhớt, cần sửa đổi đường đặc tính khi bơm nước.
Hiện tại, các công thức, biểu đồ và các bước hiệu chỉnh được áp dụng bởi các tiêu chuẩn trong và ngoài nước (chẳng hạn như GB/Z 32458 [2], ISO/TR 17766 [3], v.v.) đối với chất lỏng nhớt về cơ bản là từ các tiêu chuẩn của Cơ quan Thủy lực Hoa Kỳ. Học viện.Khi hiệu suất của môi trường vận chuyển máy bơm được biết đến là nước, tiêu chuẩn ANSI/HI9.6.7-2015 của Viện Thủy lực Hoa Kỳ [4] đưa ra các bước hiệu chỉnh chi tiết và các công thức tính toán có liên quan.
4. Kinh nghiệm ứng dụng kỹ thuật
Kể từ khi phát triển máy bơm ly tâm, những người tiền nhiệm của ngành công nghiệp máy bơm đã tóm tắt nhiều phương pháp khác nhau để thay đổi hiệu suất của máy bơm ly tâm từ nước sang môi trường nhớt, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm:
4.1 Mô hình AJStepanoff
4.2 Phương pháp Paciga
4.3 Viện thủy lực Mỹ
4.4 Phương pháp KSB của Đức
5. Biện pháp phòng ngừa
5.1Phương tiện áp dụng
Biểu đồ chuyển đổi và công thức tính toán chỉ áp dụng cho chất lỏng nhớt đồng nhất, thường được gọi là chất lỏng Newton (chẳng hạn như dầu bôi trơn), nhưng không áp dụng cho chất lỏng phi Newton (chẳng hạn như chất lỏng có sợi, kem, bột giấy, chất lỏng hỗn hợp nước than, v.v. .)
5.2 Quy trình áp dụng
Đọc là không thực tế.
Hiện tại, các công thức và biểu đồ hiệu chỉnh trong và ngoài nước là bản tóm tắt dữ liệu thực nghiệm, sẽ bị hạn chế bởi các điều kiện thử nghiệm.Do đó, trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, cần đặc biệt chú ý: nên sử dụng các công thức hoặc biểu đồ hiệu chỉnh khác nhau cho các phạm vi lưu lượng khác nhau.
5.3 Loại bơm áp dụng
Các công thức và biểu đồ được sửa đổi chỉ áp dụng cho máy bơm ly tâm có thiết kế thủy lực thông thường, cánh quạt mở hoặc đóng và hoạt động gần điểm hiệu suất tối ưu (chứ không phải ở đầu xa của đường cong máy bơm).Máy bơm được thiết kế đặc biệt cho chất lỏng nhớt hoặc không đồng nhất không thể sử dụng các công thức và biểu đồ này.
5.4 Giới hạn an toàn xâm thực có thể áp dụng
Khi bơm chất lỏng có độ nhớt cao, NPSHA và NPSH3 được yêu cầu phải có đủ giới hạn an toàn xâm thực, cao hơn mức quy định trong một số tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật (chẳng hạn như ANSI/HI 9.6.1-2012 [7]).
5.5 Khác
1) Khó có thể tính toán ảnh hưởng của độ nhớt đến hiệu suất của bơm ly tâm bằng công thức chính xác hoặc kiểm tra bằng biểu đồ và chỉ có thể chuyển đổi bằng đường cong thu được từ thử nghiệm.Vì vậy, trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế, khi lựa chọn thiết bị dẫn động (có trợ lực) cần cân nhắc để dự trữ đủ giới hạn an toàn.
2) Đối với chất lỏng có độ nhớt cao ở nhiệt độ phòng, nếu máy bơm (chẳng hạn như máy bơm bùn nhiệt độ cao của bộ phận nứt xúc tác trong nhà máy lọc dầu) được khởi động ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ vận hành bình thường, thiết kế cơ khí của máy bơm (chẳng hạn như độ bền của trục bơm) và việc lựa chọn ổ đĩa và khớp nối phải tính đến ảnh hưởng của mô-men xoắn được tạo ra do sự gia tăng độ nhớt.Đồng thời, cần lưu ý rằng:
① Để giảm các điểm rò rỉ (tai nạn có thể xảy ra), nên sử dụng bơm công xôn một tầng càng nhiều càng tốt;
② Vỏ máy bơm phải được trang bị áo khoác cách nhiệt hoặc thiết bị theo dõi nhiệt để ngăn quá trình hóa rắn trung bình trong thời gian tắt máy ngắn hạn;
③ Nếu thời gian tắt máy dài, môi trường trong vỏ phải được làm trống và tẩy sạch;
④ Để tránh việc khó tháo rời máy bơm do quá trình đông đặc của môi trường nhớt ở nhiệt độ bình thường, các ốc vít trên vỏ máy bơm nên được nới lỏng từ từ trước khi nhiệt độ môi trường giảm xuống nhiệt độ bình thường (chú ý bảo vệ nhân viên để tránh bị bỏng ), để thân bơm và nắp bơm có thể được tách ra từ từ.
3) Phải chọn bơm có tốc độ cụ thể càng cao càng tốt để vận chuyển chất lỏng nhớt, để giảm tác động của chất lỏng nhớt đến hiệu suất của nó và nâng cao hiệu quả của bơm nhớt.
6. Kết luận
Độ nhớt của môi trường có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của bơm ly tâm.Ảnh hưởng của độ nhớt đến hiệu suất của bơm ly tâm rất khó tính toán bằng công thức chính xác hoặc kiểm tra bằng biểu đồ, vì vậy cần lựa chọn các phương pháp thích hợp để hiệu chỉnh hiệu suất của bơm.
Chỉ khi biết được độ nhớt thực tế của môi trường được bơm, nó mới có thể được lựa chọn chính xác để tránh nhiều vấn đề tại chỗ do chênh lệch lớn giữa độ nhớt được cung cấp và độ nhớt thực tế.
Thời gian đăng bài: 27-Dec-2022