Viskozita kvapaliny hrá rozhodujúcu úlohu vo výkone rotora rotačného lopatkového čerpadla. Ako dodávateľ rotačných lopatkových čerpadiel som bol svedkom toho, ako táto zdanlivo jednoduchá vlastnosť môže mať ďalekosiahle účinky na prevádzku čerpadla. V tomto blogu sa ponoríme do zložitého vzťahu medzi viskozitou kvapaliny a výkonom rotora rotačného lopatkového čerpadla.
Pochopenie viskozity tekutín
Viskozita kvapaliny je mierou odporu kvapaliny voči prúdeniu. Je to v podstate miera vnútorného trenia v kvapaline. Kvapaliny s vysokou viskozitou, ako je med alebo motorový olej, tečú pomaly, pretože molekuly sa navzájom silne priťahujú a vytvárajú značný odpor voči pohybu. Na druhej strane kvapaliny s nízkou viskozitou, ako je voda, ľahko tečú, pretože medzimolekulové sily sú relatívne slabé.
Jednotkou SI viskozity je pascal - sekunda (Pa·s), ale bežne sa používa aj centipoise (cP), kde 1 Pa·s = 1000 cP. Viskozita kvapaliny sa môže značne líšiť v závislosti od faktorov, ako je teplota a tlak. Vo všeobecnosti, keď sa teplota tekutiny zvyšuje, jej viskozita klesá, pretože zvýšená tepelná energia umožňuje molekulám voľnejšie sa pohybovať, čím sa znižuje vnútorné trenie.
Ako viskozita ovplyvňuje výkon rotora rotačného lopatkového čerpadla
1. Tesnenie a netesnosť
Jednou z primárnych funkcií kvapaliny v rotačnom lopatkovom čerpadle je poskytnúť tesnenie medzi lopatkami a skriňou čerpadla. Kvapalina s vhodnou viskozitou vytvára medzi pohyblivými časťami tenký film, ktorý zabraňuje úniku čerpanej kvapaliny z vysokotlakovej strany na nízkotlakovú stranu čerpadla.
Keď je viskozita kvapaliny príliš nízka, tesniaci film môže byť príliš tenký a náchylný na prasknutie. To môže viesť k zvýšenému vnútornému úniku, čím sa zníži objemová účinnosť čerpadla. Objemová účinnosť je pomer skutočného objemu čerpanej kvapaliny k teoretickému objemu, ktorý by čerpadlo malo byť schopné prečerpať. So zvyšujúcim sa únikom sa skutočný objem dodávanej tekutiny znižuje a čerpadlo musí pracovať tvrdšie, aby dosiahlo požadovaný prietok.
Naopak, ak je viskozita kvapaliny príliš vysoká, lopatky môžu mať problém s hladkým pohybom v telese čerpadla. Kvapalina s vysokou viskozitou môže vytvárať nadmerný odpor lopatiek, čím sa zvyšuje spotreba energie čerpadla. Navyše hustá kvapalina nemusí byť schopná účinne vyplniť malé medzery medzi lopatkami a krytom, čo môže tiež viesť k úniku a zníženiu účinnosti.
2. Trenie a opotrebenie
Viskozita má tiež významný vplyv na trenie a opotrebovanie rotora rotačného lopatkového čerpadla. V dobre namazanom systéme kvapalina vytvára mazací film, ktorý oddeľuje pohyblivé časti a znižuje priamy kontakt kovu s kovom.
Pri kvapalinách s nízkou viskozitou nemusí byť mazací film dostatočne hrubý, aby zabránil kontaktu medzi lopatkami a telesom čerpadla. To môže viesť k zvýšenému treniu, ktoré si vyžaduje nielen väčší výkon na pohon čerpadla, ale vedie aj k zrýchlenému opotrebovaniu lopatiek a krytu. V priebehu času môže nadmerné opotrebovanie spôsobiť, že čerpadlo stratí svoj výkon a nakoniec zlyhá.
Kvapaliny s vysokou viskozitou, pričom poskytujú hrubší mazací film, môžu tiež zvýšiť trecie sily v dôsledku zvýšeného odporu proti prúdeniu. Lopatky sa musia pretlačiť cez hustú kvapalinu, čo môže spôsobiť dodatočné namáhanie rotora a iných komponentov. To môže viesť k predčasnej únave a poruche častí čerpadla.
3. Generovanie prietoku a tlaku
Schopnosť rotačného lopatkového čerpadla vytvárať prietok a tlak je tiež ovplyvnená viskozitou kvapaliny. Čerpadlo funguje tak, že vytvára zmenu objemu, keď sa lopatky otáčajú v kryte. Kvapalina sa nasáva do komory čerpadla počas sacieho zdvihu a potom sa stláča a vypúšťa počas kompresného zdvihu.
Keď je viskozita kvapaliny nízka, čerpadlo môže vo všeobecnosti dosiahnuť vyšší prietok, pretože kvapalina môže ľahšie pretekať cez čerpadlo. Čerpadlo však môže mať problémy s vytváraním vysokých tlakov, pretože kvapalina s nízkou viskozitou pravdepodobnejšie preteká cez tesnenia.
Naproti tomu kvapaliny s vysokou viskozitou sa cez čerpadlo pohybujú ťažšie. Čerpadlo môže mať nižší prietok, ale môže potenciálne generovať vyšší tlak, pretože je menej pravdepodobné, že hustá kvapalina unikne. Zvýšený odpor voči prietoku však vyžaduje viac energie od motora na pohon čerpadla a existuje limit, aký tlak môže čerpadlo vytvoriť, kým sa motor nepreťaží.
Výber správnej viskozity kvapaliny pre rotačné lamelové čerpadlo
Výber vhodnej viskozity kvapaliny pre rotačné lamelové čerpadlo je kritickým rozhodnutím, ktoré môže výrazne ovplyvniť výkon a životnosť čerpadla. Optimálna viskozita závisí od niekoľkých faktorov, vrátane konštrukcie čerpadla, prevádzkových podmienok a typu čerpanej kvapaliny.
1. Dizajn čerpadla
Rôzne konštrukcie čerpadiel majú rôzne požiadavky na viskozitu kvapaliny. Čerpadlá s užšími vôľami medzi lopatkami a skriňou vo všeobecnosti vyžadujú kvapaliny s nižšou viskozitou, aby sa zabezpečila hladká prevádzka. Na druhej strane čerpadlá s väčšími vôľami môžu lepšie tolerovať kvapaliny s vyššou viskozitou, pretože hustá kvapalina môže stále vytvárať účinné tesnenie.
2. Prevádzkové podmienky
Dôležitými faktormi sú teplota a tlak, pri ktorých čerpadlo pracuje. Ako už bolo spomenuté, viskozita závisí od teploty. Ak čerpadlo pracuje pri vysokých teplotách, mala by sa zvoliť kvapalina s vyšším indexom viskozity (miera zmeny viskozity s teplotou), aby sa zabezpečilo, že viskozita zostane v prijateľnom rozsahu. Podobne, ak čerpadlo pracuje pri vysokých tlakoch, je potrebná kvapalina s dostatočnou viskozitou na udržanie tesnenia a zabránenie úniku.
3. Typ čerpanej kvapaliny
Povaha čerpanej kvapaliny tiež ovplyvňuje výber viskozity. Napríklad, ak je kvapalina korozívna alebo abrazívna, mala by sa zvoliť kvapalina s dobrými mazacími vlastnosťami a vlastnosťami proti opotrebeniu. V niektorých prípadoch môžu byť do tekutiny pridané prísady na zlepšenie jej výkonu, ako sú antioxidačné prísady, protipenivé činidlá a modifikátory viskozity.
Naše produkty a súvisiace diely
Ako dodávateľ rotačných lopatkových čerpadiel chápeme dôležitosť poskytovania vysoko kvalitných produktov, ktoré dokážu efektívne pracovať s rôznymi viskozitami tekutín. Okrem našich rotorov ponúkame aj rad súvisiacich dielov pre čerpadlá, ako naprVentilátor a spojka a spojka pre čerpadlo Becker,Chladič chladiča pre vzduchové alebo olejové čerpadlo BeckeraSúpravy tesnení dielov pre čerpadlo Becker. Tieto diely sú navrhnuté tak, aby fungovali v súlade s našimi rotormi, aby sa zabezpečil optimálny výkon rotačného lamelového čerpadla.
Ak hľadáte rotor rotačného lopatkového čerpadla alebo niektorú zo súvisiacich častí, kontaktujte nás pre viac informácií. Náš tím odborníkov vám môže pomôcť vybrať tie správne produkty na základe vašich špecifických požiadaviek a prevádzkových podmienok. Zaviazali sme sa poskytovať vysoko kvalitné produkty a vynikajúce služby zákazníkom. Či už potrebujete štandardný rotor alebo riešenie navrhnuté na mieru, máme odborné znalosti a zdroje na splnenie vašich potrieb. Neváhajte nás kontaktovať ohľadom obstarávania a ďalších diskusií.
Referencie
- Daugherty, RL, Franzini, JB a Finnemore, EJ (1985). Mechanika tekutín s inžinierskymi aplikáciami. McGraw - Hill.
- Hanba, IH (1992). Mechanika tekutín. McGraw - Hill.
- Stieglitz, R. (2007). Technológia hydraulických kvapalín. CRC Press.
