Viskoznost je temeljno svojstvo tekućina koje značajno utječe na performanse različitih crpnih sustava. Među njima, rotorska vijčana pumpa ističe se kao svestrano i učinkovito rješenje za rukovanje širokim rasponom viskoznih tekućina. Kao vodeći dobavljač rotorskih vijčanih pumpi, razumijemo zamršen odnos između viskoznosti i performansi pumpe, au ovom ćemo blogu istražiti kako viskoznost utječe na rad rotorskih vijčanih pumpi.
Razumijevanje viskoznosti
Prije nego što istražimo njegov utjecaj na rotorske vijčane pumpe, prvo definirajmo viskoznost. Viskoznost je mjera otpora fluida protoku. Opisuje unutarnje trenje unutar tekućine dok se njezine molekule pomiču jedna u odnosu na drugu. Tekućine visoke viskoznosti, poput meda ili motornog ulja, teku sporo i imaju gustu konzistenciju, dok tekućine niske viskoznosti poput vode lako teku.
Viskoznost se dalje može klasificirati u dinamičku viskoznost (mjerenu u paskalima - sekundama, Pa·s) i kinematsku viskoznost (mjerenu u kvadratnim metrima u sekundi, m²/s). Dinamička viskoznost uzima u obzir unutarnji otpor fluida protoku, dok je kinematička viskoznost omjer dinamičke viskoznosti i gustoće fluida.
Kako viskoznost utječe na performanse rotorske vijčane pumpe
Brzina protoka
Jedan od najznačajnijih načina na koji viskoznost utječe na rotor vijčane pumpe je njezin utjecaj na brzinu protoka. Općenito, kako se viskoznost tekućine povećava, brzina protoka pumpe se smanjuje. To je zato što tekućine većeg viskoziteta pružaju veći otpor kretanju rotora pumpe. Rotori moraju raditi jače kako bi gurnuli gustu tekućinu kroz pumpu u ispusni vod.
Za rotorsku pužnu pumpu koja radi pri konstantnoj brzini, volumetrijska učinkovitost, koja je omjer stvarne brzine protoka i teorijske brzine protoka, smanjuje se s povećanjem viskoznosti. Pri niskim viskoznostima, tekućina može lako ispuniti prostore između rotora i učinkovito se transportirati. Međutim, kako viskoznost raste, tekućina možda neće u potpunosti ispuniti te prostore, što dovodi do unutarnjeg curenja i smanjenja ukupnog protoka.
Na primjer, pri pumpanju vode (tekućine niske viskoznosti), rotorska vijčana pumpa može postići relativno visok protok. Ali ako se ista pumpa koristi za rukovanje visoko viskoznom otopinom polimera, brzina protoka bit će znatno niža, čak i ako brzina pumpe ostane ista.
Pritisak
Viskoznost također ima izravan utjecaj na tlak koji stvara rotor vijčane pumpe. Tekućine veće viskoznosti zahtijevaju više energije za pumpanje, što zauzvrat dovodi do povećanja tlaka koji razvija pumpa. Rotori pumpe moraju svladati veći unutarnji otpor guste tekućine da bi je pomicali kroz sustav.
Kako se viskoznost povećava, pumpa mora stvarati viši tlak kako bi održala željeni protok. To znači da motor crpke mora raditi jače, trošeći više energije. Ako crpka nije pravilno dimenzionirana ili dizajnirana za aplikacije visoke viskoznosti, možda neće moći generirati dovoljan pritisak za učinkovito pumpanje tekućine, što će rezultirati neadekvatnim radom.
Potrošnja energije
Potrošnja energije usko je povezana sa zahtjevima za tlakom i protokom crpke. Budući da tekućine većeg viskoziteta povećavaju i tlak i smanjuju protok, potrošnja energije rotorske vijčane pumpe također se povećava. Motor pumpe mora osigurati više energije kako bi prevladao povećani otpor viskozne tekućine.
Snaga potrebna za rad rotorske vijčane pumpe može se izračunati pomoću sljedeće formule:
[P=\frac{\Delta p\times Q}{\eta}]
gdje je (P) snaga, (\Delta p) razlika tlaka preko crpke, (Q) je brzina protoka, a (\eta) je učinkovitost crpke. Kako se viskoznost povećava, (\Delta p) raste, (Q) opada, a (\eta) opada, što sve doprinosi povećanju potrošnje energije.
Učinkovitost pumpe
Učinkovitost pumpe je mjera koliko učinkovito pumpa pretvara ulaznu snagu u koristan rad (tj. pumpanje tekućine). Viskoznost ima složen odnos s učinkovitošću pumpe. Pri vrlo niskim viskozitetima, pumpa može doživjeti određene neučinkovitosti zbog unutarnjeg curenja i klizanja tekućine. Kako se viskoznost povećava, unutarnje curenje se smanjuje, što u početku može poboljšati učinkovitost pumpe.
Međutim, kako viskoznost nastavlja rasti, povećana potrošnja energije i smanjeni protok počinju imati negativan utjecaj na učinkovitost. Postoji optimalni raspon viskoznosti za rotor vijčane pumpe gdje je učinkovitost maksimalna. Izvan ovog raspona, bilo pri vrlo niskim ili vrlo visokim viskozitetima, učinkovitost pumpe će se smanjiti.
Vrste rotorskih vijčanih pumpi i viskoznost
Postoje različite vrste rotorskih vijčanih pumpi, uključujućiVijčana pumpa s jednim rotorom,Vijčana pumpa s dva rotora, iVijčana pumpa s tri rotora, svaki sa svojim karakteristikama i prikladnošću za različite raspone viskoznosti.
Vijčana pumpa s jednim rotorom
Vijčane pumpe s jednim rotorom, poznate i kao pumpe s progresivnom šupljinom, vrlo su prikladne za rukovanje visoko viskoznim tekućinama. Mogu podnijeti viskozitete u rasponu od nekoliko centipoisea do nekoliko milijuna centipoisea. Dizajn s jednim vijkom omogućuje pumpi stvaranje niza zatvorenih šupljina koje pomiču tekućinu aksijalno kroz pumpu. Ovaj dizajn je učinkovit u rukovanju tekućinama s visokim viskozitetom jer može stvarati visoke tlakove i održavati relativno stabilnu brzinu protoka.
Vijčana pumpa s dva rotora
Vijčane pumpe s dva rotora obično se koriste za tekućine srednje viskoznosti. Nude dobru ravnotežu između protoka i mogućnosti tlaka. Ove pumpe mogu podnijeti viskoznosti u rasponu od 10 do 10 000 centipoisea. Dizajn s dva rotora pruža konzistentniji protok u usporedbi s nekim drugim vrstama pumpi i može podnijeti različite tekućine, uključujući ulja za podmazivanje i lagane kaše.
Vijčana pumpa s tri rotora
Pumpe s tri rotora često se koriste za tekućine niske do srednje viskoznosti. Poznati su po glatkom radu bez pulsiranja. Ove pumpe mogu podnijeti viskoznosti obično u rasponu od 1 do 1000 centipoisea. Konfiguracija s tri rotora omogućuje učinkovit prijenos tekućine i prikladna je za primjene gdje su potrebni precizni protok i niska buka, kao što su hidraulični sustavi.
Razmatranja za pumpanje tekućina visoke viskoznosti
Kada koristite rotorsku vijčanu pumpu za rukovanje tekućinama visoke viskoznosti, potrebno je uzeti u obzir nekoliko stvari:
Dizajn pumpe
Crpka bi trebala biti posebno dizajnirana za aplikacije visoke viskoznosti. To može uključivati veće razmake između rotora za prilagodbu guste tekućine, jače rotore koji će izdržati povećani okretni moment i snažniji motor koji će osigurati potrebnu energiju.
Predgrijavanje
U nekim slučajevima, prethodno zagrijavanje tekućine može smanjiti njenu viskoznost i poboljšati rad crpke. Snižavanjem viskoznosti, crpka može postići veći protok i manju potrošnju energije. Međutim, prethodno zagrijavanje treba obaviti pažljivo kako bi se izbjegle bilo kakve kemijske ili fizičke promjene u tekućini.
Dizajn sustava
Cijeli sustav crpljenja, uključujući cjevovod i ventile, trebao bi biti dizajniran za rukovanje tekućinama visoke viskoznosti. Cijevi većeg promjera mogu smanjiti pad tlaka i olakšati protok guste tekućine. Ventile također treba odabrati kako bi se osigurao nesmetan protok i smanjila sva ograničenja.
Zaključak
Viskoznost igra presudnu ulogu u radu rotorske vijčane pumpe. Utječe na protok, tlak, potrošnju energije i učinkovitost crpke. Kao dobavljač pumpi s rotornim vijcima, razumijemo važnost odabira prave pumpe za specifičnu viskoznost tekućine koja se pumpa. Trebate li aVijčana pumpa s jednim rotoromza visoko viskozne tekućine, aVijčana pumpa s dva rotoraza aplikacije srednjeg viskoziteta, ili aVijčana pumpa s tri rotoraza tekućine niske - do srednje - viskoznosti, možemo vam pružiti najbolje rješenje.
Ako tražite pouzdanu rotorsku vijčanu pumpu za svoju primjenu, pozivamo vas da nas kontaktirate za detaljne konzultacije. Naš tim stručnjaka može vam pomoći odabrati pravu pumpu na temelju viskoznosti vaše tekućine, potrebnog protoka i specifikacija tlaka. Posvećeni smo pružanju visokokvalitetnih pumpi i izvrsne korisničke usluge kako bismo osigurali učinkovito i djelotvorno zadovoljenje vaših potreba za pumpanjem.
Reference
- Karassik, IJ, Messina, RW, Cooper, P. i Heald, CC (2008). Pump Handbook (4. izdanje). McGraw - Hill.
- Stepanoff, AJ (1957). Centrifugalne i aksijalne pumpe: teorija, dizajn i primjena. John Wiley & sinovi.