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英格索兰ARO流体管理 粘度修正与隔膜泵选型

发布时间:
2019/06/05 09:13
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【摘要】:
要讲粘度,首先我们要定义什么是粘度。
粘度 Viscosity
粘性是施加于流体的应力和由此产生的变形速率以一定的关系联系起来的流体的一种宏观属性。表现为流体的内摩擦。
粘性系数即粘度。
要讲粘度,首先我们要定义什么是粘度。
 
  • 粘度 Viscosity
粘性是施加于流体的应力和由此产生的变形速率以一定的关系联系起来的流体的一种宏观属性。表现为流体的内摩擦。
粘性系数即粘度。
 
由于粘性的耗能作用,在无外界能量补充的情况下,运动的流体将逐渐停止下来。粘性对物体表面附近的流体运动产生重要作用使流速逐层减小并在物面上为零,在一定条件下也可使流体脱离物体表面。
 
流体的粘性对于泵的性能和选型有着非常重要的影响,如果对于粘性了解不足,可能会导致选择泵的尺寸选择不当,选择尺寸过大的泵会造成不必要的开销并且占用更多的空间,选用了尺寸过小的泵则会造成堵塞等异常工况。
 
流体可以分为牛顿流体和非牛顿流体。对于牛顿流体来说,比如水和酒精,其粘性基本不会受到流量和压力等因素的影响。但是对于非牛顿流体而言,其粘性则会因为不同的处理方式发生改变,这将导致流动阻力发生变化,并造成性能不佳或者汽蚀等现象,甚至对泵和流体系统造成损坏。
 
那么如何处理才可以保证流体的完整性不被破坏呢?针对压力和流量的修正可以保证流体的正常流动,选择正确的型号可以减少后期的调整。
 
  • 确定粘度 How Viscous Is It
想象一下水在管道中的流动,水流过管道,其粘度保持不变。想象一种更黏的流体,比如糖浆,当在同样的管子中让糖浆以同样的速度流动,就会需要更大的压力。流速和粘性的共同作用,可以导致紊流和不可预测的流动,这会对物料造成负面影响,造成流体系统不稳定,导致出口压力变化。
由于这些原因,正确的理解粘度对于选择泵的大小和管路尺寸都是非常重要的。
 
下表是一些常见流体的粘度(仅供参考):
 
介质名称 粘度 (cps)
水( @ 21℃)    1-5
血液、煤油 10
防冻液、乙烯甘油 15
10号汽车机油、玉米油 50~100
30号汽车机油、枫蜜/糖枫浆 150-200
40号汽车机油、蓖麻油 250-300
60号汽车机油、甘油 1,000-2,000
玉米糖浆、蜂蜜 2,000-3,000
糖蜜、糖浆 5,000-10,000
巧克力糖浆 10,000-25,000
番茄酱、芥末 50,000-70,000
番茄糊、花生酱 150,000-250,000
酥油、猪油 1,000,000-2,000,000
填缝剂 5,000,000-10,000,000
腻子 100,000,000
 
  • 正确选择泵尺寸 Pump Selection
气动隔膜泵可以可靠泵送较高粘度(高达50,000 cps)的流体,是中等粘度流体处理的理想选择。这对于输送融化的巧克力这一类粘度随温度变化的流体,是很有优势的。
 
气动隔膜泵用在输送、分装和过滤等方面都有广泛的应用。此外,隔膜泵输送过程中无剪切力,可以输送含部分固体颗粒的液体、干运行,可以通过外部调节实现不同的流量。
 
当处理较高粘度的时候,隔膜泵的选型尤为重要,以下这些建议也会有所帮助:将泵尽量和被抽吸流体置于同一水平面,不要高出太多,以帮助隔膜泵从干吸时顺利启动;调节进气量,不要使泵的工作频率过高,延长隔膜寿命。
 
根据大家的直观经验,大泵更有利于处理高粘流体。为了避免压缩流体,可以考虑选择大一些的泵以应对可能出现的大流量和流体种类的改变。下图给出了针对粘度的修正因子:
 
 
例如:假设流体粘度为7500cps, 流量要求为30 升/分。流量的修正因子则为2.1,修正流量要求为30 升/分×2.1=63 升/分。