Работа с вискозитета, реакция на налягането и приложения
Подробно сравнение между центробежни и обемни помпи
| Характеристики | центробежни помпи | помпа с принудително пълнене |
|---|---|---|
| Ефективност | Максимална ефективност при BEP, повлияна от вискозитета | Поддържа постоянна ефективност, справя се с висок вискозитет |
| Работа с вискозитет | Отлично се справя с нисък вискозитет, трудно се справя с висок вискозитет | Трудно се справя с нисък вискозитет, отлично се справя с висок вискозитет |
| Реакция на налягането | Чувствителен към промени в налягането, с проблеми със стабилността | Ефективно се справя с промените в налягането и предлага стабилност |
| Приложения | Водоснабдяване, ОВК, напояване | Измерване, хидравлични системи, пренос на гъсти вещества |
Помпите се използват в много отрасли, включително в производството и фармацевтиката. Съществуват два основни вида помпи: центробежни и помпи с принудително пълнене. При избора между двата вида е важно да се отбележи, че центробежната помпа използва работно колело, което се върти, за да създаде кинетична енергия, която увеличава скоростта на флуида. Обратно, помпата с принудително пълнене засмуква флуида в кухина, след което го изтласква чрез засмукване. Глобалният пазар на индустриални помпи се оценява на около 70 млрд. щатски долара през 2020 г. и се очаква да достигне 85-90 млрд. щатски долара до 2025 г. Тази публикация в блога ще ви даде задълбочено сравнение на тези два вида помпи с техните приложения и уникални характеристики.
Референтно видео
Определения и принципи на работа
Центробежни помпи
Определение: Механично устройство, предназначено за придвижване на флуиди чрез преобразуване на ротационната кинетична енергия в хидродинамична, при което се използва въртящо се работно колело за увеличаване на скоростта на флуида, която по-късно се превръща в налягане.
Принцип на работа: В този тип помпени системи, както е показано на горната лява диаграма (1), когато течността навлиза през ухото (2), поради задвижването от електрически двигател с висока скорост на въртене, се създава центробежна сила, която изтласква водата навън през извитите лопатки, като по този начин увеличава скоростта ѝ, преди да навлезе в корпуса на спиралата или в дифузорната секция, където високоскоростният поток се превръща в по-високо налягане, което води до непрекъснато изхвърляне от изходния отвор (3).
Помпи с принудително пълнене
Определение: Ротационна или реципрочна технология; Ротационната използва зацепващи се части, докато реципрочната - бутала, мембрани и т.н.
Принцип на работа: Обикновено се наричат ротационни помпи, но когато става въпрос за бутални помпи, те работят чрез задържане на определено количество течност в камерата, която се изтласква навън с бутало или мембрана, като по този начин се осигурява почти еднакъв дебит дори при промяна на налягането. Помпите с принудително пълнене могат лесно да работят с високовискозни течности и са подходящи за използване в условия на променливо налягане.
Сравнение на ефикасността
Центробежни помпи
Ефективност при различни условия: Центробежна помпа има крива на ефективност, която достига своя връх в точката на най-добра ефективност (BEP). Тази точка представлява мястото, където машината работи най-ефективно. Ефективността намалява значително с отдалечаване от BEP. Течностите с висок вискозитет влияят отрицателно върху този тип ефективност, тъй като по-гъстите течности увеличават съпротивлението, което пречи да се поддържат по-високи дебити.
Фактори, влияещи върху ефективността: Съществуват няколко фактора, които влияят върху това колко добре работят центробежните помпи, но дизайнът на работното колело е много ключов сред всички тях, тъй като ако не е направен правилно, може да се стигне до загуба на енергия по време на работа поради образуването на вихрови токове в проходите, водещи към кухините, където са разположени тези устройства; също така трябва да се поддържа плавен поток по цялата периферия на работното колело, така че скоростта на помпата трябва да бъде друг фактор, тъй като високите скорости ускоряват износването, което от своя страна намалява общата ефективност в дългосрочен план в зависимост от това какви свойства на флуида искаме да знаем - плътността също влияе пряко върху ефективността, тъй като е необходима повече енергия за движение на по-плътни флуиди, докато по-плътните оказват съпротивление на потока
Помпи с принудително пълнене
Ефективност при различни условия
Помпите с принудително пълнене имат ефективност, която е почти постоянна при различни условия. Тези помпи могат да работят ефективно с течности с висок вискозитет, което ги прави подходящи за използване в приложения, които включват тежки вещества като масла и смоли. Те не осигуряват този постоянен дебит по всяко време, за разлика от центробежните помпи, помпата с принудително пълнене винаги ще дава едно и също количество течност въпреки всяка промяна в налягането. Това свойство осигурява ненадмината производителност дори при колебания в налягането.
Фактори, които влияят на ефективността
Има няколко фактора, които определят ефективността на една помпа с принудително пълнене. Конструкцията на камерата, както и прецизността, с която са изработени нейните движещи се части, играят важна роля в тази насока. Добре конструираните компоненти помагат да се сведат до минимум вътрешните течове, като по този начин се гарантира, че в нея се извършва правилно изместване на течността. Ефективността може да бъде повлияна и от вида на обработвания флуид; тези устройства работят най-добре с течности с висок вискозитет, докато се представят зле, когато са натоварени с такива с нисък вискозитет. За да работят оптимално, трябва да се извършва и редовно обслужване, като доброто смазване винаги трябва да се придружава от своевременна подмяна на износените части.
Работа с различни вискозитети на флуидите
Центробежни помпи
Работа с течности с нисък вискозитет
Центробежните помпи са подходящи, когато става въпрос за течности с нисък вискозитет. Това се дължи на конструкцията на работното колело, която позволява лесно движение без голямо съпротивление, оказвано от такива течности спрямо него. Когато с помощта на тази машина се изпомпват вода или разредени масла, те преминават през системата плавно поради по-малкото триене, създавано от малкото тегло, като по този начин се поддържа висока ефективност по време на работа, дори ако по пътя на движението често се променят скоростите, докато се стигне до точката на излизане, където главата се нуждае от най-много енергия, която отново се вкарва в движение, преди да напусне входната тръба с форма на фуния, водеща от изпускателната тръба, свързана някъде между резервоарите, като нивото на пълния капацитет се постига след известно време, изминало от началото на работа, като се запълва празното пространство, останало след предишния зает резервоар. Намаленото съпротивление на триене на работното колело гарантира, че оптималната скорост на потока се постига по всяко време.
Работа с течности с висок вискозитет
Основният проблем при центробежните помпи възниква, когато те трябва да работят с течности с висок вискозитет. В такива моменти дебелината на флуида се увеличава, което от своя страна води до съответното увеличаване на съпротивлението на триене, действащо срещу въртенето на работните колела в него, което води до значителни загуби на енергия, като по този начин значително намалява ефективността на помпата, така че желаните дебити и глави на налягането не могат да бъдат поддържани от тях, както се изисква за тези видове течности при тези конкретни условия, когато е необходима по-голяма сила, движеща се през тези машини, срещу съпротивлението, предлагано от техния тежък характер. Това се случва, защото те трябва да извършват повече работа поради увеличеното съпротивление, което е равносилно на изпомпване на сироп или гъсто масло през тясна тръба в сравнение с по-тънка тръба със същия диаметър, но с по-голяма дължина, запълнена само с вода Помпи с положително изместване
Работа с течности с нисък вискозитет
Помпите с принудително пълнене изпитват затруднения при работа с течности с нисък вискозитет. Конструкцията им е свързана с улавяне и изтласкване на фиксирани обеми течност. Тънкостта на течностите като водата ги кара да преминават лесно през движещите се части, което води до неефективност, тъй като помпата не може да поддържа постоянен дебит. Тези устройства работят по-добре, когато се използват за гъсти вещества. Течовете са по-изразени при по-рядките течности, като по този начин се отразяват на цялостната ефективност.
Работа с течности с висок вискозитет
Помпите с принудително пълнене са предназначени за работа с течности с висока вискозност. Те могат ефективно да се справят с този вид материали, като ограничават и изтласкват зададени количества във всеки един момент по време на работата си, както е показано по-долу: Вещества с висок вискозитет, като масла или смоли, преминават гладко през обемна помпа, тъй като винаги имат почти еднаква скорост, независимо от промените, направени около нея по време на фазата на вариации на налягането, когато други видове могат да не успеят да го направят, особено ако са проектирани самостоятелно без резервна система, която ще осигури непрекъснато захранване, дори когато едно устройство се повреди по време на периода на поддръжка Вариации на налягането
Стабилност на налягането
Центробежните помпи имат проблеми с поддържането на стабилно налягане. Скоростта, с която се върти работното колело, определя изходното налягане. Всяка промяна в скоростта води до съответни промени в налягането. Тази липса на стабилност може да доведе до проблеми в индустриите, които се нуждаят от внимателен контрол на налягането по време на определени операции и процеси. Ето защо такива отрасли често търсят алтернативи на центробежните помпи, когато става въпрос за осигуряване на стабилни или постоянни налягания.
Помпи с принудително пълнене
Реакция на промените в налягането
Помпите с принудително пълнене реагират добре на промените в налягането. Тези машини поддържат почти постоянен дебит, независимо от това колко се променя налягането. Това, което се случва, е, че те винаги гарантират, че уловеният обем течност се изтласква равномерно. Поради тази причина обемните помпи работят най-добре там, където има чести колебания в налягането.
Стабилност на налягането
Помпите с принудително пълнене гарантират по-добри или по-високи нива на стабилност по отношение на налягането. Това се постига чрез механично улавяне и изтласкване на флуидите, като по този начин се осигурява постоянна продукция на флуид под налягане.Вискозитетът и плътността на изпомпваната течност не влияят на работата на помпата.Поради тази причина помпите с принудително изместване са предпочитани от много индустрии, които изискват прецизен контрол върху различни видове флуиди при различни условия.
Типични приложения
Центробежни помпи
Общи употреби
Широкият спектър от приложения, които се обслужват от центробежните помпи, се дължи на способността им да обработват ефективно течности с нисък вискозитет. Те са подходящи за използване във водоснабдителни системи, тъй като могат да преместват големи количества вода, без да хабят енергия. Системите за отопление, вентилация и климатизация разчитат на тези устройства за циркулиране на вода и поддържане на температурните настройки в сградите. напоителните системи също ги намират за полезни, тъй като осигуряват високи дебити, необходими за равномерно разпределение върху обширни земеделски полета.
Примери от индустрията
Различни сектори силно зависят от центробежните помпи за ежедневните си операции.Химическите заводи използват тези машини широко, когато прехвърлят химикали от едно място на друго.В заводите за преработка на храни, където трябва да се транспортират тънки течности като сокове, мляко и т.н., центробежната сила влиза в действие най-вече.Петролната и газовата промишленост също разчита на това оборудване за преместване на петролни продукти, както и за управление на рафинериите.Общините ги инсталират в пречиствателните станции и за целите на управлението на отпадъчните води.
Помпи с принудително пълнене
Общи употреби
Помпите с положителен работен обем се използват в ситуации, в които се изисква точен контрол на потока, особено когато става въпрос за силно вискозни флуиди.Този тип машини работят чудесно по време на измервателни/дозиращи приложения, тъй като могат да осигурят точни количества течност последователно.Хидравличните системи използват този вид помпи, за да генерират високо налягане, необходимо за захранване на различни видове машини.Индустриите, които се занимават с прехвърляне на дебели вещества като смоли, масла, сиропи и т.н., предпочитат помпи с положителен работен обем поради надеждността на ефективността, демонстрирана от тези устройства при работа с такива материали.
Примери от индустрията
Във фармацевтичните производствени предприятия помпите играят важна роля, като гарантират, че активните съставки на лекарствата се прилагат правилно.Фабриките за бои и покрития не биха могли да работят гладко без тях, тъй като те помагат за придвижването на тежки течности като бои, лакове и т.н. Заводите за преработка на храни се нуждаят от тези единици, особено линиите за производство на шоколадово тесто с мед.Козметичната промишленост смята, че е необходимо кремовете лосиони гелове да се произвеждат с помощта на помпи с принудително изместване за постоянни скорости на потока.
Когато избирате помпа, помислете за специфичните изисквания и характеристики на приложението. За ситуации с голям дебит и нисък вискозитет центробежните помпи могат да бъдат изгодни. Помпите с принудително пълнене работят най-добре при течности с висок вискозитет и приложения, които изискват постоянни дебити. Познаването на тези различия помага за правилния избор на помпи, което от своя страна повишава ефективността и надеждността по време на промишлени операции.
