如何閱讀泵曲線

如何閱讀泵的性能曲線仍然是一個引起人們極大興趣的話題食物,,,,乳製品,,,,飲料, 和藥物加工行業,因此在這篇文章中,我們提供了有關我們最受歡迎的兩種風格的重要信息 -離心積極位移

泵性能曲線可幫助您為應用程序的特定需求選擇合適的泵。
如何閱讀泵曲線橫幅
離心泵曲線

也稱為泵選擇曲線,泵效率曲線或泵性能曲線,泵曲線圖為您提供了確定泵在影響泵性能的條件下產生流量的能力所需的信息。準確地讀取泵曲線,可幫助您根據應用變量選擇合適的泵,例如:

  • 頭(水壓)
  • 流量(您必須在給定時間段內移動的液體)

泵必須產生足夠的壓力差,以克服通過摩擦,閥門和配件在管道係統中產生的頭部損失。泵曲線顯示了X,Y軸上的兩個性能因子,因此您可以看到泵在各種壓力條件下可以轉移的流體體積。

該泵曲線解釋還討論了以下變量:

  • RPM
  • 葉輪尺寸,因為它們與泵性能有關
  • 力量
  • 效率
  • 離心泵和陽性位移泵的淨正吸頭(NPSH)

例如,如果您知道應用程序所需的流量,則會在曲線的底部水平線沿每分鍾(或小時)的加侖速率找到加侖,然後將一條線劃到所需的頭/psi。曲線將向您展示您選擇的泵是否會在該應用程序中執行。

1.如何閱讀離心泵性能曲線?

曲線通常包括基於性能指標需要壓力,流動,馬力,葉輪裝飾和淨正吸頭(NPSHR)。

離心泵曲線很有用,因為它們顯示了泵的性能指標,該指標是基於泵和水流通過泵產生的頭部(壓力)的。流速取決於泵速度,葉輪直徑和頭部。

什麼是頭?

頭是泵可以直接向上升水的高度。水會以可預測的速率產生壓力或電阻,因此我們可以將頭部計算為泵為了提高水必須克服的差壓力。

普通單位是頭部的腳和每平方英寸的磅。(泵曲線計算器可能會提供不同的單位,例如杆或米的頭部)。如圖1所示,每2.31英尺的頭等於1 psi。

泵 - 頭腳
圖1.每2.31英尺的頭部產生1 psi的壓力。

PSI的公式:頭部/2.31 = PSI

流是泵可以在給定壓力下移動的水量。如圖2所示,流動在水平軸上以每分鍾或每小時加侖的速度等單位表示。

泵曲線示例
圖2.離心泵的基本泵性能曲線顯示其性能範圍。在這條曲線中,頭在PSI中測量;流量以每小時加侖測量。鑒於頭部和PSI之間的關係,我們可以以另一種方式查看樣品曲線,並說在184.8英尺的頭部(80 psi x 2.31英尺)中,泵將每小時產生1321加侖的流速。

什麼是全動態頭?

雖然泵曲線可幫助您為工作選擇合適的泵,但您首先必須了解應用程序的總動態頭。

總動態頭(TDH)是泵的吸力側的頭部或壓力(也稱為靜態升降機),加上1)總的高度,即泵送流體加2)由內部管道造成的摩擦損失粗糙或腐蝕。

TDH =靜態高度 +靜態升降機 +摩擦損失

  • 靜態提升是水將在到達泵的吸力側之前將上升的高度。
  • 靜態高度是泵放電側的管道達到的最大高度。
  • 摩擦損失(或頭部損失)是由於管道中以給定流量的摩擦而導致的損失。

了解有關離心泵和關鍵計算的更多信息。

如何在選擇設備中使用性能泵曲線:基礎知識

假設您想知道當設計壓力為80 psi時,在60 Hz中從圖3中的泵中實現的流量。在這種情況下,曲線表明泵可以在80 psi的排放壓力下達到每小時1321加侖的流速。

閱讀泵曲線
圖3.在此泵性能曲線中,他的泵可以以每小時1321加侖的流速產生80 psi的排放壓力。泵曲線圖表示水平軸上的流速和垂直軸上的壓力。

讀取包含其他信息的離心泵曲線

由於某些離心泵遍布各種馬力,因此它們的曲線將包括其他信息。例如,圖4具有一個泵,該泵可以根據所需的性能從2到10馬力。

帶有其他信息的泵曲線
圖4.可變的馬力泵可以在一係列的頭部/流動組合和葉輪裝飾尺寸下運行。

有關其他曲線,請參閱Alfa Laval LKH性能曲線

葉輪裝飾尺寸

葉輪尺寸是滿足性能要求的另一個變量。上麵的曲線顯示了葉輪裝飾尺寸,在每條曲線的右端,範圍從4.33“最大為6.42”。

減少葉輪尺寸使您能夠將泵限製在特定的性能要求下。上麵的曲線顯示了最大的泵性能,具有完整的Trim葉輪,最低泵性能,並具有最小的Trim葉輪,以及設計 - Trim葉輪的性能或最接近設計條件的葉輪裝飾。葉輪通常一次修剪0.20英寸(或5mm)。

葉輪的大小也是處理時的一個因素剪切敏感液體或在壓力下改變粘度的液體。

淨正吸頭需要/可用

除壓力和流動外,圖4的底部的曲線還表示NPSHR,這代表了所需的淨正吸頭。NPSHR是泵的吸力側所需的最小壓力以避免空化,或將空氣引入流體流。NPSHR由泵確定。您總是需要NPSHA> npshr。

npsha,以“”為代表可用的,由過程管道確定。

您總是希望NPSHA比NPSHR更大。如果沒有足夠的淨正吸吸力,泵將搖擺,從而影響性能和泵的壽命。

效率和性能變量

良好的泵效率意味著泵不會浪費能量以保持其性能點。但是,在轉移液體必須做的工作中,沒有泵有100%的效率。

選擇泵和電動機組合時,不僅要考慮當前總需求,而且要考慮未來的需求,以確保您的選擇具有滿足不斷變化的要求的能力。為此,s為性能變量而不是峰值效率而不是峰值是一種常見的做法。

例如,盡管泵效率曲線的中間通常是泵在壓力和流量方麵以最大效率運行的情況,在上麵的曲線上移動顯示,隨著頭部增加而保持流速所需的馬力增加。例如,對於40 gpm的流速為80英尺,需要2 hp,但在110英尺的頭部保持40 gpm的流量需要3 hp的電動機。

您可以使用泵性能特征。確定應用程序的最佳效率點(BEP)後,您可以進行調整以提高整體係統效率,例如添加可變頻率驅動器(VFD)並更改泵葉輪的直徑。通過通過VFD而不是壓力閥調節泵速度來控製流量,可以提高效率和更大的能源節省。

並行使用泵時,您可以以相同的頭速率增加流速。如圖5所示,並行使用泵可為您提供泵A和泵B流速的總和。

最後,可變速度泵曲線顯示在各種rpm處的流速,如圖6所示。

圖5
圖5.假設有兩個相同的泵,同時使用時流速會加倍。係統曲線顯示了壓力損失的速率。隨著流量的增加,壓力損失會增加。
平行泵
圖6
Alfa Laval旋轉葉泵動畫

阿爾法·拉瓦爾(Alfa Laval)Optilobe係列PD泵

2.如何讀取正排量泵曲線

正極位移(PD)泵以給定速度(以每分鍾的轉速為單位)產生相同的流量,無論排出壓力如何。正位移泵曲線可為您提供確定泵在影響泵性能的條件下產生流量的能力所需的信息。

PD泵有多種機械設計,僅舉幾例:

一個正移泵曲線在泵選擇過程中回答幾個重要問題:

  1. 泵有什麼流速?
  2. 滑移會影響泵的表現能力?
  3. 預期的壓力需要多少HP?
曲線通過顯示幾個重要變量的交叉點來回答這些問題,包括容量,工作馬力,粘性馬力和所需的淨正吸頭(NPSHR)。

容量

如圖7所示,容量是泵可以以rpm置換的流體體積。

隨著RPM的增加,泵流量從每分鍾0加侖或(gpm)在0 rpm時增加到500 rpm時約130 gpm。請記住,某些性能曲線計算器可能包括每分鍾(LPM)等單元,因此使用計算器時檢查計算單元。

圖7。一個PD泵曲線以每分鍾單位的水平線上表示泵的容量。在此示例中,曲線指示每分鍾加侖(GPM)每分鍾升(LPM)在左邊邊緣,垂直線表示泵的速度每分鍾旋轉(RPM)
如何讀取正位移泵曲線圖1
圖7

粘度在泵選擇中的重要性

正位移泵以給定的泵速度提供恒定的流體流動。但是,當粘度增加時,對流動的阻力增加,因此要保持係統流動的較高粘度,泵需要更大的馬力。

低粘度還會以滑動形式影響泵的性能。滑動是從泵的放電側回到泵的吸力側的低粘度流體的內部再循環。PD泵中的滑動量受流體粘度和排放壓力的影響。

隨著排放壓力的增加,保持粘度的恒定,從放電側到泵的吸力側的流體滑動更多,因此泵必須以較高的rpm旋轉以保持輸出。

在圖8中,陽性位移泵曲線顯示了粘度對校正圖的粘度對滑動的影響。隨著粘度和壓力的變化,滑動校正表明流量從約7 gpm的高度下降到約3.5 gpm的低點。一旦粘度超過1000 cps,基本上就不會在液體衛生泵中出現滑移。如果滑動不是因素,請使用0 psi線確定流速。

由於PD泵會產生流動以運輸相對較高的粘度流體,因此PD泵的選擇需要分析對流體轉移的三個關鍵影響:

液體的動態粘度,密度,和對剪。

圖8。滑動校正是泵性能的變化,同時考慮流體粘度(對流動性)和排放壓力。
如何讀取正位移泵曲線圖2
圖8

動態粘度

動態粘度是對流體阻力流動的量度。僅憑常識,我們就可以想象水比玉米糖漿較少粘稠或耐藥性,因此玉米糖漿的粘度比水具有更高的粘度。我們將對流動的內部抗性作為絕對粘度(也稱為動態粘度)。對於與“泵”剪切條件或800或更多S-1(逆秒)(反向秒)相符的粘度至關重要。如以下比較所示,粘度的差異因流體而巨大不同:

  • 在室溫下,水的絕對粘度約為1 centipoise(CPS)
  • 在室溫下,玉米糖漿的絕對粘度約為5,000厘米(CPS)

密度

密度是按體積計量的液體重量的量度。例如,水比玉米糖漿少,因此,如果您並排放置相等的水和玉米糖漿,則玉米糖漿的重量將比水重。同樣,由於水和玉米糖漿之間的密度差異,如果合並,水會漂浮在玉米糖漿的頂部。以下比較表明,水和玉米糖漿之間的密度差異為每立方米:

  • 水密度:1 g/cm³或997 kg/m³
  • 玉米糖漿的密度:1.38 g/cm³或1380 kg/m³

剪切敏感液體在壓力下改變粘度,例如,當它們被泵內的葉輪擊中時。有些液體隨著力增加(稱為剪切變薄)而變得粘稠,而另一些液體則隨著力增加(稱為剪切增厚)而變得更加粘性。

通過對比,牛頓液體,例如水,不要改變其粘度,而不論剪切物如何。

但是,通過過程線的剪切敏感物質的粘度確實發生了變化。常見的剪切敏感物質包括番茄醬,洗發水和聚合物;隨著番茄醬處理過程中剪切的增加,番茄醬的粘度下降。

繼續以番茄醬處理示例,下一節將討論有關泵曲線的其他重要信息:需要工作馬力(WHP),粘性馬力(VHP)和淨正吸頭(NPSHR)。

製動馬力

當您尺寸PD泵時,選擇正確的製動馬力將很重要。刹車馬力(必不可少)是泵克服排放壓力所需的功率。必和必拓是通過添加工作馬力(WHP)和粘性(VHP)馬力來確定的。

bhp = WHP + VHP

要正確分析製動馬力,您必須查看工作馬力與粘性馬力。

工作馬力

工作馬力(WHP)是考慮到係統組件的預期壓降下降的所需PD泵所需的馬力。閥等組件,熱交換器, 和過濾器/過濾器,僅舉幾例。WHP有時被稱為外部馬力。

為了確定WHP找到預期的差壓力(PSI)和RPM的相交,如圖9所示。回憶所需的rpm是需要流量的結果,並結合滑動校正(如果有)。

圖9。工作馬力(WHP)是操作正排量泵所需的馬力。隨著泵的排放側的壓力增加,泵需要額外的馬力才能運行。例如,在300 rpm和150 psi的情況下,泵需要6.7工作馬力。
如何讀取正位移泵曲線圖3
圖9

粘性馬力

如圖10所示,在各種粘度下保持泵的能力需要達到馬力最小值,考慮到泵中流體的粘度,有一定的最小馬力要求迫使泵的旋轉部件轉動。VHP有時稱為內部馬力

要達到應用所需的馬力,請添加WHP和VHP。

  • WHP = 6.7
  • VHP = 4
  • 所需的HP是6.7 + 4 = 10.7
圖10。粘性馬力(VHP)是將泵的旋轉部分轉到泵內的流體上所需的功率。在300 rpm和500 cps的粘度下,泵需要4 VHP。
如何讀取正位移泵曲線圖4
圖10

下一步

當您處理器時,您需要一個泵,該泵可以從A點安全有效地將產品安全地傳輸到點B。但是,使用了如此多的泵,電動機和應用程序,挑選正確的泵可能很困難。

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