Viscositeit, drukrespons en toepassingen
Vergelijking tussen centrifugaalpompen en verdringerpompen in detail
| Kenmerken | centrifugaalpompen | verdringerpomp |
|---|---|---|
| Efficiëntie | Piekrendement bij BEP, beïnvloed door viscositeit | Behoudt constante efficiëntie, kan hoge viscositeit aan |
| Omgaan met viscositeit | Excelleer met lage viscositeit, heb moeite met hoge viscositeit | Heeft moeite met lage viscositeit, blinkt uit met hoge viscositeit |
| Drukreactie | Gevoelig voor drukveranderingen, worstelt met stabiliteit | Gaat effectief om met drukveranderingen, biedt stabiliteit |
| Toepassingen | Watervoorziening, HVAC, irrigatie | Meting, hydraulische systemen, overdracht van dikke stoffen |
Pompen worden in veel industrieën gebruikt, waaronder de productie- en farmaceutische industrie. Er zijn twee hoofdtypen pompen: centrifugaalpompen en verdringerpompen. Bij het kiezen tussen de twee is het belangrijk op te merken dat een centrifugaalpomp een waaier gebruikt die ronddraait om kinetische energie te creëren die de snelheid van de vloeistof verhoogt. Een verdringerpomp daarentegen zuigt vloeistof in een holte en dwingt deze vervolgens naar buiten door aanzuiging. De wereldwijde markt voor industriële pompen werd in 2020 geschat op ongeveer 70 miljard dollar en zal naar verwachting in 2025 85-90 miljard dollar bedragen. Deze blogpost geeft een diepgaande vergelijking van deze twee soorten pompen met hun toepassingen en unieke kenmerken.
Referentievideo
Definities en werkprincipes
Centrifugaalpompen
Definitie: Een mechanisch apparaat ontworpen om vloeistoffen te verplaatsen door rotationele kinetische energie om te zetten in hydrodynamische energie, waarbij een roterende waaier wordt gebruikt om de snelheid van de vloeistof te verhogen, wat later druk wordt.
Werkingsprincipe: In dit type pompsysteem, zoals te zien is in het diagram linksboven (1), komt vloeistof binnen door het oog (2) als gevolg van de door een elektromotor aangedreven rotatie met hoge snelheid, waardoor centrifugaalkracht ontstaat die het water naar buiten duwt door gebogen schoepen, waardoor de snelheid toeneemt voordat het in het spiraalhuis of diffusorgedeelte komt, waar de hoge snelheidsstroom wordt omgezet in een hogere drukkop, wat resulteert in een continue uitstroom uit de uitlaatpoort (3).
Verdringerpompen
Definitie: Zijn mechanische apparaten die vloeistoffen verplaatsen door een vast volume op te vangen en het vervolgens in de afvoerbuis te forceren, bijv. roterende of roterende technologie; roterend maakt gebruik van scharnierende onderdelen, terwijl heen en weer bewegende zuigers plunjers membranen enz. gebruiken.
Werkingsprincipe: De vloeistof wordt getrokken in een holte en mechanisch verplaatst van daar door de leveringskant gebruikend bepaalde middelen zoals tandwielen lobben enz., die gewoonlijk als roterende pompen worden bedoeld maar wanneer het over reciprocating degenen komt werken zij door bepaalde hoeveelheid vloeistof binnen een kamer op te sluiten die naar buiten met of zuiger of diafragma wordt geduwd die zo bijna eenvormige stroomsnelheid verzekeren zelfs als de druk verandert. Verdringerpompen kunnen zeer viskeuze vloeistoffen met gemak aan en zijn ook geschikt voor gebruik onder variabele drukomstandigheden.
Vergelijking van efficiëntie
Centrifugaalpompen
Efficiëntie in verschillende omstandigheden: Centrifugaalpompen hebben een rendementscurve die een piek vertoont op het Best Efficiency Point (BEP). Dit punt geeft aan waar de machine het meest effectief werkt. De efficiëntie neemt sterk af naarmate je verder van het BEP komt. Vloeistoffen met een hoge viscositeit hebben een negatieve invloed op dit type efficiëntie, omdat dikkere vloeistoffen de weerstand verhogen waardoor er geen hoger debiet kan worden gehandhaafd.
Factoren die de efficiëntie beïnvloeden: Er zijn verschillende factoren die van invloed zijn op hoe goed centrifugaalpompen werken, maar het ontwerp van de waaier is zeer belangrijk onder hen allemaal, omdat als dit niet goed gebeurt dan energieverlies kan optreden tijdens bedrijf als gevolg van wervelstroomvorming in doorgangen die leiden naar holtes waar deze apparaten zich bevinden; ook moet een soepele stromingstoestand worden gehandhaafd in de omtrek van waaiers, zodat de pompsnelheid een andere overweging zou moeten zijn, omdat hoge snelheden slijtage versnellen die op zijn beurt de algehele effectiviteit op de lange termijn vermindert, afhankelijk van welke eigenschappen van vloeistof men wil weten over de dichtheid ook van directe invloed op de prestaties, omdat er meer vermogen nodig is om dichtere vloeistoffen te verplaatsen, terwijl dikkere vloeistoffen weerstand bieden tegen de stroming.
Verdringerpompen
Efficiëntie onder verschillende omstandigheden
Verdringerpompen hebben een rendement dat vrijwel constant is onder verschillende omstandigheden. Deze pompen kunnen effectief werken met vloeistoffen met een hoge viscositeit, waardoor ze geschikt zijn voor gebruik in toepassingen met zware stoffen zoals oliën en harsen. In tegenstelling tot centrifugaalpompen leveren ze niet altijd dit consistente debiet, maar zullen verdringerpompen altijd dezelfde hoeveelheid vloeistof afgeven ondanks drukveranderingen. Deze eigenschap zorgt voor ongeëvenaarde prestaties, zelfs als er drukschommelingen zijn.
Factoren die de efficiëntie beïnvloeden
Er zijn verschillende dingen die bepalen hoe efficiënt een verdringerpomp is. Het ontwerp van de kamer en de precisie waarmee de bewegende delen zijn gemaakt, spelen hierbij een belangrijke rol. Goed ontworpen componenten helpen om interne lekkage te minimaliseren en zorgen er zo voor dat de juiste vloeistofverplaatsing plaatsvindt. De efficiëntie kan ook worden beïnvloed door het type vloeistof dat wordt verwerkt; deze apparaten werken het beste met vloeistoffen met een hoge viscositeit, terwijl ze slecht presteren wanneer ze worden ingezet tegen vloeistoffen met een lage viscositeit. Er moet ook regelmatig onderhoud worden uitgevoerd om ze optimaal te laten werken, waarbij goede smering altijd gepaard moet gaan met tijdige vervanging van versleten onderdelen.
Omgaan met verschillende vloeistofviscositeiten
Centrifugaalpompen
Prestaties met vloeistoffen met lage viscositeit
Centrifugaalpompen komen het best tot hun recht als het gaat om vloeistoffen met een lage viscositeit. Dit komt door het ontwerp van de waaier die ervoor zorgt dat dergelijke vloeistoffen gemakkelijk bewegen zonder dat ze veel weerstand ondervinden. Wanneer water of dunne olie met deze machine wordt verpompt, stroomt het soepel door het systeem vanwege minder wrijving door het lichte gewicht, waardoor het hoge rendement tijdens de werking behouden blijft, zelfs als er vaak snelheidsveranderingen optreden langs het pad tot het punt waar de meeste energie in de beweging moet worden gebracht voordat de trechtervormige inlaatbuis wordt verlaten die wegloopt van de uitlaatpijp die ergens is aangesloten tussen tanks met een volledige capaciteit die wordt bereikt na enige tijd die is verstreken sinds het starten met het vullen van de lege ruimte die is achtergelaten achter de eerder bezette tank. De verminderde wrijvingsweerstand van de waaier zorgt ervoor dat er altijd een optimale stroomsnelheid wordt bereikt.
Prestaties met vloeistoffen met hoge viscositeit
Het grootste probleem met centrifugaalpompen ontstaat wanneer ze vloeistoffen met een hoge viscositeit moeten verwerken. Op zulke momenten neemt de dikte van de vloeistof toe, wat op zijn beurt leidt tot een overeenkomstige toename van de wrijvingsweerstand die optreedt tegen de rotatie van de waaiers, waardoor een aanzienlijke hoeveelheid energie verloren gaat en de pompefficiëntie aanzienlijk daalt, zodat de gewenste debieten en opvoerhoogtes niet meer door hen kunnen worden gehandhaafd, zoals vereist voor die soorten vloeistoffen onder die specifieke omstandigheden waar een grotere kracht nodig is om door deze machines te bewegen tegen de weerstand die wordt geboden door hun zware aard. Dit gebeurt omdat meer werk moet worden gedaan op hen als gevolg van verhoogde weerstand die gelijk is aan het pompen van stroop of dikke olie door smalle buis versus dunner een met dezelfde diameter, maar langere lengte gevuld met alleen water Positieve verdringerpompen
Prestaties met vloeistoffen met lage viscositeit
Verdringerpompen hebben het moeilijk met vloeistoffen met een lage viscositeit. Hun constructie houdt in dat ze vaste volumes vloeistof opvangen en duwen. De dunheid van vloeistoffen zoals water zorgt ervoor dat ze gemakkelijk langs de bewegende delen komen, wat leidt tot inefficiëntie omdat de pomp geen constante stroomsnelheid kan handhaven. Deze apparaten werken beter bij dikke stoffen. Lekkage is meer uitgesproken bij dunnere vloeistoffen, wat de algehele prestaties beïnvloedt.
Prestaties met vloeistoffen met hoge viscositeit
Verdringerpompen zijn ontworpen voor gebruik met zeer viskeuze vloeistoffen. Ze kunnen efficiënt omgaan met dit soort materialen door het opsluiten en verplaatsen van ingestelde hoeveelheden op elk gewenst moment tijdens hun werking zoals hieronder weergegeven: Hoogviskeuze stoffen zoals oliën of harsen stromen soepel door verdringerpompen omdat ze altijd bijna dezelfde snelheid hebben ongeacht de veranderingen die eromheen worden gemaakt tijdens de drukvariatiefase waar andere typen dit niet kunnen doen, vooral als ze alleen zijn ontworpen zonder back-upsysteem dat voor een continue toevoer zal zorgen, zelfs als een eenheid uitvalt tijdens de onderhoudsperiode Drukvariaties
Drukstabiliteit
Centrifugaalpompen hebben problemen met het stabiel houden van de druk. De snelheid waarmee de waaier draait, bepaalt de drukafgifte. Elke verandering in de snelheid leidt tot overeenkomstige veranderingen in de druk. Dit gebrek aan stabiliteit kan problemen veroorzaken voor industrieën die een zorgvuldige controle van de druk tijdens bepaalde bewerkingen en processen nodig hebben. Daarom zoeken zulke industrieën vaak naar alternatieven voor centrifugaalpompen als het gaat om het garanderen van stabiele of constante drukken.
Verdringerpompen
Reactie op drukveranderingen
Verdringerpompen reageren goed op drukveranderingen. Deze machines handhaven een vrijwel constant debiet, ongeacht hoeveel de druk verandert. Wat er gebeurt is dat ze er altijd voor zorgen dat het ingesloten volume vloeistof gelijkmatig naar buiten wordt geperst. Om deze reden werken verdringerpompen het best op plaatsen waar veel drukschommelingen voorkomen.
Drukstabiliteit
Verdringerpompen garanderen een betere of hogere stabiliteit van de druk. De viscositeit en dichtheid van de vloeistof die wordt verpompt, hebben geen invloed op de prestaties van de pomp. Om deze reden hebben positieve verdringerpompen de voorkeur van veel industrieën die een nauwkeurige regeling van verschillende soorten vloeistoffen onder verschillende omstandigheden nodig hebben.
Typische toepassingen
Centrifugaalpompen
Algemeen gebruik
Het brede toepassingsgebied van centrifugaalpompen is te danken aan hun vermogen om efficiënt om te gaan met vloeistoffen met een lage viscositeit. Ze zijn geschikt voor gebruik in watervoorzieningssystemen omdat ze grote hoeveelheden water kunnen verplaatsen zonder energie te verspillen. HVAC-systemen vertrouwen op deze apparaten voor het circuleren van water en het handhaven van temperatuurinstellingen in gebouwen. Irrigatiesystemen vinden ze ook nuttig omdat ze hoge stroomsnelheden leveren die nodig zijn voor een gelijkmatige verdeling over uitgestrekte landbouwvelden.
Voorbeelden voor de industrie
Verschillende sectoren zijn sterk afhankelijk van centrifugaalpompen voor hun dagelijkse werkzaamheden.Chemische fabrieken gebruiken deze machines veelvuldig bij het overbrengen van chemicaliën van de ene plaats naar de andere.In voedselverwerkende fabrieken waar dunne vloeistoffen zoals sappen, melk enz. moeten worden getransporteerd, komt de centrifugaalkracht meestal om de hoek kijken.De olie- en gasindustrie vertrouwt ook op deze apparatuur voor het verplaatsen van aardolieproducten en het beheer van raffinaderijen.Gemeenten hebben ze geïnstalleerd bij waterzuiveringsinstallaties voor zowel het leveren van afvalwaterbeheerdoeleinden.
Verdringerpompen
Algemeen gebruik
Positieve verdringerpompen worden gebruikt in situaties waar nauwkeurige debietregeling nodig is, vooral bij het omgaan met zeer viskeuze vloeistoffen.These type machines werken geweldig tijdens het meten / doseren toepassingen omdat ze precieze hoeveelheden vloeistof consistent.Hydraulic systemen gebruiken dit soort pompen om hoge druk nodig macht verschillende soorten machines.Industries die zich bezighouden met de overdracht dikke stoffen zoals harsen, oliën, siropen etc voorkeur positieve verdringerpomp als gevolg van efficiëntie betrouwbaarheid tentoongesteld door deze apparaten bij de behandeling van dergelijke materialen.
Voorbeelden voor de industrie
In farmaceutische productiebedrijven spelen pompen een belangrijke rol om ervoor te zorgen dat de werkzame bestanddelen van medicijnen correct worden toegediend.Paints coatings fabrieken zouden niet soepel kunnen werken zonder deze pompen, omdat ze helpen bij het verplaatsen van zware vloeistoffen zoals verf, vernis etc.Food processing planten hebben deze units nodig, met name chocolade honing deeg productielijnen.Cosmetica industrieën vinden het noodzakelijk om crèmes lotions gels vervaardigd met behulp van positieve displacemnt pompen voor consistente stroomsnelheden.
Denk bij het kiezen van een pomp aan de specifieke eisen en eigenschappen van de toepassing. Voor situaties met een hoog debiet en lage viscositeit kunnen centrifugaalpompen voordelig zijn. Verdringerpompen werken het beste met vloeistoffen met een hoge viscositeit en toepassingen die een constant debiet vereisen. Kennis van dit onderscheid helpt bij het maken van de juiste pompkeuze, wat weer leidt tot meer efficiëntie en betrouwbaarheid tijdens industriële werkzaamheden.
