序章
多くの産業では、粘性流体を輸送するために遠心ポンプがよく使用されます。そのため、遠心ポンプが扱える最大粘度はどのくらいか。遠心ポンプの性能のために補正する必要がある最小粘度は?これには、ポンプのサイズ (ポンプ流量)、特定の速度 (特定の速度が低いほど、ディスクの摩擦損失が大きくなる)、アプリケーション (システムの圧力要件)、経済性、保守性などが含まれます。
この記事では、参考として、遠心ポンプの性能に対する粘度の影響、粘度補正係数の決定、および関連する規格および工学的実践経験と組み合わせて、実際の工学的適用で注意が必要な事項を詳細に紹介します。
1. 遠心ポンプが扱える最大粘度
一部の海外文献では、遠心ポンプが扱える最大粘度限界が3000～3300cSt（センチシー、mm²/sに相当）と設定されています。この問題について、CE Petersen は以前の技術論文 (1982 年 9 月の太平洋エネルギー協会の会議で発表された) を持ち、遠心ポンプが処理できる最大粘度はポンプ出口のサイズによって計算できるという議論を提唱しました。式（1）に示すように、ノズル：
Vmax=300(D-1)
ここで、Vm はポンプの最大許容動粘度 SSU (セイボルト ユニバーサル粘度) です。D はポンプ出口ノズルの直径 (インチ) です。
実際のエンジニアリングの実践では、この式を経験則として参照できます。Guan Xingfan の最新のポンプ理論と設計では、一般に、ベーン ポンプは 150cSt 未満の粘度の搬送に適していますが、NSHA よりはるかに低い NPSHR の遠心ポンプの場合、500 ～ 600cSt の粘度に使用できます。粘度が650cStを超えると、遠心ポンプの性能が著しく低下し、使用に適さなくなります。しかし、遠心ポンプは、容積式ポンプに比べて連続的かつ拍動性があり、安全弁が不要で流量調整が簡単なため、粘度が1000cStに達する化学品の製造にも遠心ポンプを使用するのが一般的です。遠心ポンプの経済的な適用粘度は通常 500ct 程度に制限されますが、これはポンプのサイズと用途に大きく依存します。
2. 遠心ポンプの性能に対する粘度の影響
遠心ポンプの羽根車およびガイドベーン・ボリュート流路における圧力損失、羽根車摩擦、内部漏れ損失は、揚液の粘度に大きく依存します。そのため、粘度の高い液体を圧送する場合、水で決まる性能が発揮できなくなります。 遠心ポンプの性能は媒体の粘度が大きく影響します。水と比較して、液体の粘度が高いほど、特定の速度での特定のポンプの流量と水頭損失が大きくなります。したがって、ポンプの最適効率点はより低い流量に向かって移動し、流量と揚程が減少し、電力消費が増加し、効率が低下します。国内および海外の文献と規格、およびエンジニアリングの実践経験の大部分は、粘度がポンプのシャットオフ ポイントでの揚程にほとんど影響を与えないことを示しています。
3. 粘度補正係数の決定
粘度が 20cSt を超えると、ポンプの性能に対する粘度の影響は明らかです。したがって、実際のエンジニアリング アプリケーションでは、粘度が 20cSt に達すると、遠心ポンプの性能を修正する必要があります。ただし、粘度が5～20cStの範囲の場合は、その性能とモーターのマッチングパワーを確認する必要があります。
粘性媒体をポンピングするときは、水をポンピングするときに特性曲線を修正する必要があります。
現在、粘性液体の国内外の規格 (GB/Z 32458 [2]、ISO/TR 17766 [3] など) で採用されている式、図表、および補正手順は、基本的に米国の油圧機器の規格に基づいています。研究所。ポンプ搬送媒体の性能が水であることがわかっている場合、American Hydraulic Institute 規格 ANSI/HI9.6.7-2015 [4] は、詳細な補正手順と関連する計算式を示しています。
4. エンジニアリングアプリケーションの経験
遠心ポンプの開発以来、ポンプ業界の前身は、遠心ポンプの性能を水から粘性媒体に変更するさまざまな方法を要約してきました。それぞれに長所と短所があります。
4.1 AJStepanoff モデル
4.2 パシガ法
4.3 アメリカ油圧協会
4.4 ドイツ KSB 法
5.注意事項
5.1 対象メディア
換算表と計算式は、一般的にニュートン液体と呼ばれる均質な粘性液体（潤滑油など）にのみ適用でき、非ニュートン液体（繊維入り液体、クリーム、パルプ、石炭水混合液など）には適用できません。 .)
5.2 適用フロー
読書は実用的ではありません。
現在、国内外の補正式とチャートは経験的なデータの要約であり、テスト条件によって制限されます。したがって、実際のエンジニアリング アプリケーションでは、次のことに特別な注意を払う必要があります。異なる流量範囲に対して異なる補正式またはチャートを使用する必要があります。
5.3 適用ポンプ形式
修正された式とチャートは、従来の油圧設計、開放型または閉鎖型インペラ、および最適効率点付近で動作する遠心ポンプにのみ適用されます (ポンプ曲線の遠端ではなく)。粘性または不均一な液体用に特別に設計されたポンプは、これらの式とグラフを使用できません。
5.4 適用可能なキャビテーション安全マージン
粘度の高い液体をポンピングする場合、NPSHA および NPSH3 は、一部の規格および仕様 (ANSI/HI 9.6.1-2012 [7] など) で指定されている値よりも高い、十分なキャビテーション安全マージンを確保する必要があります。
5.5 その他
1) 遠心ポンプの性能に対する粘度の影響は、正確な式で計算したり、チャートで確認したりすることが困難であり、テストから得られた曲線によってのみ変換できます。したがって、実際のエンジニアリング アプリケーションでは、駆動装置 (動力付き) を選択する際に、十分な安全マージンを確保することを考慮する必要があります。
2) 室温で高粘度の液体の場合、ポンプ (製油所の接触分解装置の高温スラリー ポンプなど) を通常の動作温度よりも低い温度で起動する場合、ポンプの機械設計（ポンプシャフトの強度など）およびドライブとカップリングの選択は、粘度の増加によって発生するトルクの影響を考慮する必要があります。同時に、次のことに注意する必要があります。
① 漏水箇所（事故の可能性）を減らすため、できる限り単段カンチレバーポンプを使用する。
② ポンプシェルには断熱ジャケットまたはヒートトレース装置を装備し、短期間の運転停止中の媒体の固化を防止します。
③ シャットダウン時間が長い場合は、シェル内の培地を空にしてパージする必要があります。
④常温で粘性媒体が固化してポンプが分解しにくくなるのを防ぐため、媒体温度が常温に下がる前に、ポンプハウジングの留め具をゆっくりと緩めてください（やけどをしないように人員保護に注意してください） )、ポンプ本体とポンプカバーがゆっくりと分離できるようにします。
3) 粘性液体の性能への影響を低減し、粘性ポンプの効率を向上させるために、粘性液体を輸送するために可能な限り比速度の高いポンプを選択する必要があります。
6. 結論
媒体の粘度は、遠心ポンプの性能に大きな影響を与えます。遠心ポンプの性能に対する粘度の影響は、正確な式で計算したり、チャートで確認したりするのが難しいため、適切な方法を選択してポンプの性能を補正する必要があります。
ポンプで送られる媒体の実際の粘度がわかっている場合にのみ、提供された粘度と実際の粘度との大きな差によって引き起こされる多くのオンサイトの問題を回避するために、それを正確に選択することができます。
投稿時間: Dec-27-2022