یک پوشش پمپ تک پیچی برای رسیدگی به لجن در مقابل سیالات نازک مانند روغن چه محدوده ویسکوزیته ای باید داشته باشد؟

تفاوت ویسکوزیته هسته بین لجن و مایعات نازک مانند روغن چیست؟

ویسکوزیته یک سیال مستقیماً محدوده عملکرد مورد نیاز پمپ تک پیچ را تعیین می کند. لجن - معمولاً یک مخلوط غلیظ و ناهمگن (به عنوان مثال، لجن فاضلاب، لجن صنعتی) - دارای ویسکوزیته بالایی است که از 1000 cP (سانتی پویز) تا بیش از 1000000 cP متغیر است. قوام ضخیم آن اغلب شامل جامدات معلق (به عنوان مثال، ذرات، الیاف) و جریان پذیری ضعیف است، به این معنی که پمپ باید فشار کافی برای فشار دادن سیال از طریق خط لوله ایجاد کند. در مقابل، سیالات نازکی مانند روغن (به عنوان مثال، روغن معدنی، روغن روان کننده، روغن کوره) ویسکوزیته پایینی دارند، معمولا بین 1 cP تا 100 cP. این سیالات به راحتی و با حداقل مقاومت جریان می یابند، اما برای جلوگیری از نشتی و حفظ نرخ جریان پایدار بدون تلاطم بیش از حد به پمپ نیاز دارند. این تفاوت‌های ویسکوزیته فاحش به این معنی است که پمپ تک پیچ باید دو محدوده ویسکوزیته مجزا و بدون همپوشانی را پوشش دهد تا بتواند به طور موثر هر دو نوع سیال را مدیریت کند.

چه محدوده ویسکوزیته برای پمپ های تک پیچی که لجن را جابجا می کنند، ایده آل است؟

برای لجن، الف پمپ تک پیچ به یک محدوده ویسکوزیته نیاز دارد که ضخامت بالا و محتوای جامد آن، معمولاً 500 cP تا 1,500,000 cP را در خود جای دهد. این محدوده وسیع تغییرات در ترکیب لجن را به حساب می‌آورد: برای مثال، لجن فاضلاب اولیه (با محتوای آب بالاتر) ممکن است ویسکوزیته 1000-10000 cP داشته باشد، در حالی که لجن آب‌گیری (با رطوبت کم) می‌تواند از 100000 cP بیشتر باشد. طراحی پمپ باید این محدوده را با ایجاد فشار مکش بالا برای غلبه بر مقاومت لجن در برابر جریان و جلوگیری از گرفتگی پشتیبانی کند. یک نکته کلیدی این است که ویسکوزیته لجن اغلب با افت دما افزایش می‌یابد (مثلاً محیط‌های صنعتی سرد)، بنابراین محدوده ویسکوزیته نامی پمپ باید شامل یک بافر برای چنین نوسان‌هایی باشد - به عنوان مثال، پمپی تا 1,000,000 cP می‌تواند لجنی را بدون ضخیم شدن cP0 تا 000 تحمل کند. بعلاوه، این محدوده باید جامدات معلق را در نظر بگیرد (تا 30 درصد حجمی در برخی از لجن ها)، زیرا جامدات می توانند به طور غیرمستقیم ویسکوزیته موثر را با ممانعت از حرکت سیال افزایش دهند.

چه محدوده ویسکوزیته برای پمپ های تک پیچ برای سیالات نازک مانند روغن مناسب است؟

مایعات رقیق مانند روغن نیاز به یک پمپ تک پیچ با دامنه ویسکوزیته بسیار کمتر، معمولاً 0.5 cP تا 200 cP. این محدوده با ویژگی‌های جریان روغن‌های نازک معمولی مطابقت دارد: روغن معدنی سبک ممکن است ویسکوزیته 5-20 cP در دمای اتاق داشته باشد، در حالی که روغن روان‌کننده سنگین‌تر می‌تواند به 100-200 cP برسد. تمرکز پمپ در اینجا بر فشار بالا (مانند لجن) نیست، بلکه روی دقت و جلوگیری از نشت است. محدوده ویسکوزیته بسیار وسیع (مثلاً شامل مقادیر بالای 200 cP) می تواند منجر به ناکارآمدی شود - برای مثال، پمپی که برای ویسکوزیته بالا طراحی شده است ممکن است نیروی برشی بیش از حد بر روی روغن نازک ایجاد کند و باعث کف یا تخریب شود. برعکس، محدوده‌ای که خیلی باریک است (مثلاً فقط 1 تا 50 cP) ممکن است نتواند روغن‌های کمی ضخیم‌تر (مانند روغن هیدرولیک 80 cP) را در دماهای سرد که ویسکوزیته به طور موقت افزایش می‌یابد، کنترل نکند. محدوده ایده‌آل باید تغییرات ویسکوزیته ناشی از دما را نیز در نظر بگیرد: به عنوان مثال، ویسکوزیته روغن می‌تواند تا 50 درصد با گرم شدن از 20 درجه سانتی‌گراد به 40 درجه سانتی‌گراد کاهش یابد، بنابراین پمپ باید جریان پایدار را در این محدوده دینامیکی حفظ کند.

محدوده ویسکوزیته چگونه بر طراحی پمپ تک پیچ برای لجن در مقابل روغن های نازک تأثیر می گذارد؟

محدوده ویسکوزیته مورد نیاز عناصر طراحی حیاتی پمپ تک پیچ را برای هر نوع سیال شکل می دهد. برای لجن (محدوده ویسکوزیته بالا)، پمپ به یک فاصله روتور-استاتور بزرگ (برای جلوگیری از گرفتگی توسط مواد جامد) و یک سیستم محرک قوی (به عنوان مثال، موتور با گشتاور بالا) نیاز دارد تا نیروی مورد نیاز برای حرکت سیال غلیظ ایجاد کند. مواد استاتور (به عنوان مثال، لاستیک نیتریل، پلی اورتان) باید مقاوم در برابر سایش باشد تا در برابر ذرات لجن ساینده مقاومت کند، در حالی که مسیر جریان پمپ به گونه ای گسترده و صاف طراحی شده است تا افت فشار را به حداقل برساند. برای روغن‌های نازک (محدوده ویسکوزیته کم)، پمپ به یک فاصله روتور-استاتور محکم (برای جلوگیری از نشت داخلی، که سرعت جریان را کاهش می‌دهد) و یک طراحی کم برش برای جلوگیری از آسیب رساندن به خواص شیمیایی روغن نیاز دارد. ممکن است مواد استاتور نرم‌تر باشد (به عنوان مثال، لاستیک EPDM) برای اطمینان از مهر و موم محکم، و اندازه درگاه‌های ورودی/خروجی پمپ برای حفظ جریان آرام است - آشفتگی در روغن‌های نازک می‌تواند باعث ایجاد حفره (حباب‌های هوا) شود که به پمپ آسیب می‌رساند و راندمان را کاهش می‌دهد. به طور خلاصه، محدوده ویسکوزیته تعیین می کند که پمپ «قدرت فشار» (لجن) یا «دقت آب بندی» (روغن های نازک) را در اولویت قرار دهد.

چگونه می توان تأیید کرد که محدوده ویسکوزیته یک پمپ تک پیچ با ویژگی های لجن مطابقت دارد؟

برای اطمینان از اینکه محدوده ویسکوزیته پمپ تک پیچ برای لجن مناسب است، با اندازه گیری ویسکوزیته واقعی لجن با استفاده از ویسکومتر شروع کنید - آزمایش در دمای کارکرد و بالقوه سرد/گرم شدید (به عنوان مثال، زمستان در مقابل تابستان در تاسیسات بیرونی). حداکثر ویسکوزیته نامی پمپ باید حداقل 20 تا 30 درصد بیشتر از بالاترین ویسکوزیته اندازه گیری شده لجن باشد تا ضخیم شدن غیرمنتظره (مثلاً از افزایش محتوای جامد) در نظر گرفته شود. در مرحله بعد، مشخصات «ظرفیت جابجایی مواد جامد» پمپ را بررسی کنید: حتی اگر محدوده ویسکوزیته مطابقت داشته باشد، پمپی که فقط 10 درصد مواد جامد را تحمل کند با لجن حاوی 25 درصد مواد جامد از کار می افتد (که ویسکوزیته مؤثر را افزایش می دهد). علاوه بر این، پمپ را با نمونه‌ای از لجن واقعی (نه فقط استاندارد ویسکوزیته) آزمایش کنید تا پایداری جریان را مشاهده کنید - علائمی مانند جریان ضربانی یا افزایش نویز نشان می‌دهد که محدوده ویسکوزیته کافی نیست. به عنوان مثال، اگر لجن با ویسکوزیته 50000 cP باعث از کار افتادن پمپ شود، حداکثر ویسکوزیته پمپ (به عنوان مثال 30000 cP) بسیار کم است و باید ارتقا یابد.

چه بررسی هایی از کارکرد محدوده ویسکوزیته پمپ تک پیچ برای روغن های نازک اطمینان می دهد؟

برای روغن‌های نازک، تأیید محدوده ویسکوزیته پمپ شامل آزمایش ثبات نرخ جریان و سفتی نشتی است. ابتدا ویسکوزیته روغن را در دمای کارکرد پمپ اندازه گیری کنید (مثلاً 40 درجه سانتی گراد برای روغن موتور) و تأیید کنید که در محدوده ویسکوزیته پایین پمپ قرار دارد (مثلاً 5-150 cP). سپس پمپ را با دبی مورد نظر راه اندازی کنید و نشت را در رابط روتور-استاتور بررسی کنید - حتی نشتی های کوچک (به عنوان مثال، قطرات روغن در دقیقه) نشان می دهد که فاصله برای ویسکوزیته پایین روغن بسیار زیاد است و راندمان را کاهش می دهد. در مرحله بعد، حفره را کنترل کنید: اگر پمپ صدایی با صدای بلند منتشر کند یا سرعت جریان در نوسان باشد، محدوده ویسکوزیته ممکن است با هم مطابقت نداشته باشد (به عنوان مثال، پمپ برای ویسکوزیته بالاتر طراحی شده است و مکش بیش از حد ایجاد می کند و هوا را به داخل روغن می کشد). در نهایت، روغن پس از پمپاژ را از نظر تخریب آزمایش کنید (مثلاً تغییر رنگ، ویسکوزیته) - پمپی با نیروی برشی بیش از حد برای ویسکوزیته روغن، مولکول‌های روغن را تجزیه می‌کند و عملکرد آن را کاهش می‌دهد (به عنوان مثال، توانایی روانکاری).

دما چگونه بر نیاز محدوده ویسکوزیته برای هر دو سیال تأثیر می گذارد؟

دما یک متغیر حیاتی است که ویسکوزیته سیال را تغییر می‌دهد و نیاز به بازه پمپ تک پیچ برای سازگاری دارد. برای لجن، دماهای پایین تر، ویسکوزیته را افزایش می دهند - به عنوان مثال، لجن با ویسکوزیته 10000 cP در 25 درجه سانتی گراد ممکن است به 50000 cP در 5 درجه سانتی گراد غلیظ شود. بنابراین، محدوده ویسکوزیته پمپ باید شامل ویسکوزیته لجن در دمای سرد باشد، در غیر این صورت ممکن است سیستم به یک پیش گرمکن برای حفظ لجن در محدوده نامی پمپ نیاز داشته باشد. برای روغن‌های نازک، دماهای بالاتر ویسکوزیته را کاهش می‌دهند، به عنوان مثال، روغن موتور با ویسکوزیته 80 cP در 20 درجه سانتی‌گراد ممکن است به 20 cP در 80 درجه سانتی‌گراد کاهش یابد. در حالی که ویسکوزیته کمتر جریان را بهبود می بخشد، خطر نشتی را افزایش می دهد. محدوده ویسکوزیته پمپ باید هر دو مقدار ویسکوزیته سرد (بالاتر) و گرم (پایین تر) روغن را پوشش دهد تا یکپارچگی آب بندی حفظ شود. به عنوان مثال، پمپی با درجه حرارت 5 تا 150 cP می تواند روغن موتوری را که از 60 cP (شروع سرد) تا 15 cP (دمای کارکرد) متغیر است، بدون مشکل کنترل کند. نادیده گرفتن اثرات دما می تواند منجر به خرابی پمپ شود - به عنوان مثال، یک پمپ لجن با درجه بندی 100000 cP ممکن است در هوای سرد از کار بیفتد، در حالی که یک پمپ روغن ممکن است وقتی روغن داغ و نازک است بیش از حد نشت کند.

اگر محدوده ویسکوزیته یک پمپ تک پیچ با سیال مطابقت نداشته باشد چه اتفاقی می افتد؟

عدم تطابق محدوده ویسکوزیته منجر به مشکلات عملکرد و آسیب زودرس پمپ برای هر دو سیال می شود. برای لجن، پمپی با دامنه ویسکوزیته خیلی کم (مثلا حداکثر 50000 cP برای لجن در 100000 cP) اضافه بار موتور (در تلاش برای حرکت سیال غلیظ)، سایش استاتور (از اصطکاک بیش از حد) و گرفتگی (گیرکردن مواد جامد در روتور) را تجربه خواهد کرد. در موارد شدید، روتور ممکن است گرفتار شود که نیاز به تعمیرات پرهزینه دارد. برای روغن‌های نازک، پمپی با دامنه ویسکوزیته خیلی بالا (مثلاً حداقل 50 cP برای روغن در 10 cP) از نشت داخلی (روغن از روی مهر و موم روتور-استاتور می‌لغزد)، سرعت جریان کاهش می‌یابد (روغن کمتری به خروجی می‌رسد) و حفره (حباب‌های هوا در ورودی کم فشار ایجاد می‌شود). با گذشت زمان، کاویتاسیون اجزای داخلی پمپ (به عنوان مثال، روتور، استاتور) را فرسایش می دهد، در حالی که نشت باعث هدر رفتن سیال می شود و هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد. حتی یک محدوده ناهماهنگ - به عنوان مثال، یک پمپ برای روغن 10 تا 200 cP که برای روغن کوره 5 cP استفاده می شود - راندمان را 10 تا 20٪ کاهش می دهد و در طول ماه ها کارکرد باعث تلفات قابل توجهی می شود.​.