泵是僅次於電機的(de)常(cháng)用的工業設備。目前,已有(yǒu)數以百萬計的泵正在工(gōng)作著,輸送著(zhe)成千上萬種液(yè)體。在(zài)
可供選擇的眾多泵型中,選擇出適合的泵是一件非常複雜的事情。泵的選型過程(chéng)在很大程度上是將某一特定泵的能力與
係統要求以及所要泵(bèng)送液體(tǐ)的特性相(xiàng)匹配的過程。在本文中,我們(men)將從(cóng)泵送液體的性質(zhì)著手,從(cóng)用戶需求的角度(dù)開始,
進而進入到具體泵選型的討(tǎo)論,首先分析容積泵和離(lí)心泵。
基本要求
在_應用(yòng)中,首先要(yào)了解用戶對(duì)泵(bèng)的基本(běn)要(yào)求。比如:入口條件、所要求的流量、壓差、溫度以及流體特性,例(lì)如粘
度、磨蝕性、剪切敏感性以及腐蝕性,這些條件_全部確定下來,然後才能選擇(zé)泵。
泵(bèng)要在(zài)正(zhèng)確的(de)抽吸條件下才能運行良(liáng)好。事實上,泵所遇(yù)到難題中的_的問(wèn)題可以追溯到不良(liáng)的抽(chōu)吸條件。由於泵推(tuī)
動(dòng)液體的能力遠強(qiáng)於吸取液體的能力,所以應將(jiāng)入口條件保持在泵機(jī)的能力範圍內。
壓差(chà)也是(shì)具有關鍵(jiàn)性(xìng)意義的一部分(fèn),特別是從節能和泵使用壽命的(de)角(jiǎo)度來(lái)看時,使用較(jiào)小的管徑和較長的管道敷設長度
可以減少係統(tǒng)初期成(chéng)本(běn),但也可能會導致泵存在較(jiào)高的壓差(chà)。這種較高的壓差將會轉化成能耗,並有可能縮短泵的使用
壽命,這也(yě)_意味著較高(gāo)的運行成本和較低的效率。
所要求的液體特性通常是已(yǐ)知的,而重要之處在於掌(zhǎng)握給定泵是如何影響這些特性的。絕大多數用戶都願意讓泵排出(chū)的
液體與其進入泵時保持相同的狀(zhuàng)況。對於如(rú)何正確選擇泵來說,材(cái)質的相容性、粘度、剪切(qiē)的靈敏性和特定物質或固體
的存在情況,均具有極其重要(yào)的意義(yì)。
離心泵與(yǔ)容積泵(bèng)
一旦基(jī)本要求得到了滿足,而且液體特性也已知曉,那麽泵的選型_可以開始了。泵通常分為兩個基本的類別(bié):動能泵(bèng)(
其中_龐大的類型是離心泵)和正排量(PD)泵。據美國商務部的數據顯示,在(zài)全部(bù)泵的銷售額中約有(yǒu)70%為動能泵,其餘
30%為容積泵。在(zài)選擇泵時,_步_是確定,在離心泵和容積泵中選擇哪一種才(cái)更(gèng)適合您的(de)需要。
由(yóu)於占主流的工業泵均為離心泵(bèng),所以許多人會首先考慮(lǜ)離心泵(bèng)。離心泵的成本通常低於容積泵,而且也是在(zài)許多情況
下應使用(yòng)的(de)正確泵型。每種泵均以各自不同的方式來攪拌流體(tǐ),而且每種泵均擁有各自不同的(de)運行特性和曲線。但重要
的是,離心泵會影響液體的流速,從而導致排放口處存在_的壓力。而與之相反的是,容積泵攪拌液體時,會先獲取
特定數量的液(yè)體並將這些液體從吸入口(kǒu)處送(sòng)至排放口。對於離(lí)心泵(bèng)來說,是先形成壓力,後導致流動的產生。對於容積
泵來說,則是先形成流動,後導致(zhì)壓力的出現。
性能
為了能夠從各類泵中挑選出_適合的類(lèi)型,重要之處在於理解這兩種泵的工作特性差異。在(zài)查看(kàn)其工作性能(néng)表(圖1a)時
,您可看到其工作原理有著多麽大的不同(tóng)。離心泵存在著取(qǔ)決於壓力(或壓頭)的可變流量現象,而容積泵則存在著與壓(yā)
力無關的或多或少較為恒定的流量(liàng)現象。
粘度
粘度在泵(bèng)的機械效(xiào)率(lǜ)方麵發揮著重(chóng)要的作用。由於離心泵(bèng)運行在電(diàn)動機轉速(sù)下,所以其效率會隨著(zhe)泵機內摩擦損失的加
大所導致的粘度增加而下降。請注意,隨(suí)著粘度增加,離心泵的效率下降速率會(huì)很(hěn)快(圖(tú)1b)。
另一項主要差別在於粘度對(duì)泵容量的影響(xiǎng)。在流量表(圖1c)中您會注意到,離心泵會在粘度上升時出現流(liú)量下降的現象
,而容積泵實際上會隨之而產生流量的增加。這(zhè)是由於較高粘(zhān)度的液體填充了容積泵內的空隙,從而導致較高(gāo)的容積效
率。圖1c隻表示了粘度對(duì)泵流量的影響。請牢記(jì),係統內還會(huì)出現管道損失量(liàng)加大的現象。這意(yì)味著離心泵內的(de)流量將
隨著泵差壓的增加而進一步下降。
效率
在考慮差壓對泵機械(xiè)效率的影響(xiǎng)問題時,動能泵和容積(jī)泵也表現出各自不同的特性。圖(tú)1d所示為,泵機效率是如(rú)何受到
隨之增加的壓力的(de)影響的。對於容積泵來說,隨(suí)著壓力的增加,效率實際上會有所提升,而離心泵則存在著一個_效
率點(BEP)。在此點的(de)兩(liǎng)側,綜合泵效率會大幅度下降。
入口條件
這兩(liǎng)種類型的泵對(duì)於入口條件的要求也有相當大的不同點。離心泵需要泵內預先有(yǒu)_量的液體,以便形成壓差。無(wú)液
體的幹燥的泵是不能(néng)自行起動的(de)。而(ér)一(yī)旦起動操作後,離心泵(bèng)_需(xū)要符(fú)合製造廠商所建議的明確(què)的入口壓力要求。
由於容積泵是通(tōng)過液(yè)體容積的膨脹和收縮作用來攪拌液體的,入口處將會形成負壓情況,所以容積泵能夠自行起動灌注。
在某些情況下,這點是是否選擇(zé)容積泵或(huò)離心泵的_決定要(yào)素。
總結(jié)
總的來(lái)說,在粘度_過(guò)150 cP時,_能夠在(zài)較廣(guǎng)範(fàn)圍內預測流量,或者在希望泵機能夠自行起動灌注時,可以考慮選
用容積(jī)泵。在離心泵與容積(jī)泵之間進行選擇時,還要考慮到能耗問題,因為這兩種泵在能耗方麵可能會存在著相當(dāng)大的
差別。這一點對於流量低於100加侖/分(fèn)的情況是特別重要的,在這種情況下,離心泵工作效率的下降幅度會更(gèng)大。