Корзина
Нет отзывов, добавить
Особенности перекачивания вязких жидкостей
Контакты
НПО "Дисковые Технологии"
+38066741-17-50
+38093238-57-80
Виталий
УкраинаДнепропетровская областьДнепр49000

Особенности перекачивания вязких жидкостей

Особенности перекачивания вязких жидкостей

Расчет показывает, что во втором случае требуется значительно меньше энергии (в 4,4 раза) для решения одинаковой задачи. Очевидно, что установка трубопровода большего диаметра целесообразна как с технической, так и с экономической точки зрения. Более

Особенности перекачивания вязких жидкостей

 

Вязкость жидкостей.

Вязкость – свойство жидкости сопротивляться сдвигу ее слоев относительно друг друга, обусловливающее силы внутреннего трения между слоями, имеющими различные скорости движения. Сила внутреннего трения определяется формулой Ньютона: Fтр=μ•S•dv/dn, где S – площадь соприкосновения взаимоподвижных слоев, dv/dn – градиент скорости, коэффициент μ называют коэффициентом внутреннего трения или динамической вязкостью. Он зависит от свойств жидкости, температуры и давления в жидкости.
Жидкости у которых μ не зависит от градиента скорости называются ньютоновскими. К ним относятся вода, масла, нефтепродукты и другие среды.
Но у многих жидкостей μ зависит от dv/dn – градиента скорости, где n – направление по нормали к скорости сдвига.
Для дилатантных жидкостей (клеи и прочее) μ увеличивается с ростом dv/dn.
Для так называемых псевдопластичных жидкостей, наоборот μ уменьшается.
С ростом температуры жидкостей μ снижается. В технике используется также кинематический коэффициент вязкости ν связанный с динамической соотношением ν=μ/ρ, где ρ плотность жидкости.
Динамическая вязкость имеет размерности: Паскаль•секунда (Па•с), пуаз, сантипуаз и другие.
Кинематическая вязкость – Стокс, сантиСтокс, см2/сек, а также градусы Энглера, секунды Сейболта и другие.
Применение различных единиц связано с резко различающимися свойствами жидкостей и традициями измерений.
В справочной литературе встречаются формулы и графики, по которым одни единицы пересчитываются в другие, однако эти формулы есть не для всех единиц и жидкостей.
При проектировании и подборе насосов для вязких жидкостей приходится преодолевать отсутствие данных о вязкости многих продуктов. Предприятия, заказывающие насосы, плохо представляют даже порядок величин вязкости и редко имеют приборы для ее измерения.

С увеличением вязкости жидкостей, перекачиваемых лопастными насосами, напор насоса снижается, а потребляемая мощность возрастает. Для многих вязких жидкостей лопастные насосы непригодны. (отрывок из статьи "Вязкость жидкости", автор Э.Д. Лунаци).
 
Для перекачивания подобных жидкостей используются роторные, одновинтовые, шланговые, мембранные и другие насосы объемного типа. В последнее время расширяется применение центробежных дисковых насосов ЦДН.
Большим достоинством дисковых насосов является способность перекачивать вязкие (до 50 000 сП) жидкости (сиропы, сгущенное молоко, смолы, глицерин, густой фуз растительных масел и т.д.), а так же жидкости, чувствительные к пенообразованию или расслаиванию, без разрушения их структуры (кефир, майонез, ягоды, шампуни, краски и т.п.). Эти насосы очень надежны при перекачивании концентрированных взвесей, в том числе абразивных.

 

Потери давления в трубопроводе при перекачивании вязких жидкостей

Вязкие жидкости создают достаточно большое сопротивление при перекачивании за счет сил внутреннего трения.  Даже при относительно коротких трубопроводах потери могут быть непомерными. Верный расчет трубопровода позволит снизить сопротивление до удовлетворительных значений, что даст возможность подобрать более экономичный насосный агрегат. Произведем простой расчет двух трубопроводов различных внутренних диаметров - 50 и 75 мм. В качестве вязкой жидкости возьмем 100% глицерин плотностью 1200 кг/м3, вязкостью 7050 сП (при температуре +5С).  Необходимо перекачивать глицерин с производительностью 6 м3/ч, общая длина магистрали - 10 м, длина всасывающей трубы - 1 метр, длина напорной трубы - 9 метром, высота нагнетания - 3 метра, высота всасывания - 0 метров.

Потери давления при диаметре трубопровода 50 мм:

Всасывающая труба (1 м) - 0,77 бар;

Напорная труба (9 м) - 6,9 бар;

Высота подъема (3 м) - ~0,3 бар;

Для решения поставленной задачи необходим насос, развивающий полное давление при расходе 6м3/ч - 0,77+6,9+0,3= ~8 бар (примерно 80 метров водяного столба). В данном случае насос должен передать жидкости 1,6 кВт механической энергии.

 

Потери давления при диаметре трубопровода 75 мм:

Всасывающая труба (1 м) - 0,15 бар;

Напорная труба (9 м) - 1,36 бар;

Высота подъема (3 м) - ~0,3 бар;

Для решения поставленной задачи необходим насос, развивающий полное давление при расходе 6м3/ч - 0,15+1,36+0,3= ~1,8 бар (всего 18 метров водяного столба). В данном случае насос должен передать жидкости всего 0,36 кВт механической энергии.

Расчет показывает, что во втором случае требуется значительно меньше энергии (в 4,4 раза) для решения одинаковой задачи. Очевидно, что установка трубопровода большего диаметра целесообразна как с технической, так и с экономической точки зрения. Более высокая начальная стоимость трубопровода большего диаметра, а так же запорной арматуры практически полностью скомпенсируется более низкой стоимостью насосного агрегата. А через короткий период времени полностью окупиться за счет сэкономленной электроэнергии.

facebook twitter
Предыдущие статьи