S rostoucí viskozitou se však zvyšuje vliv REYNOLDSova čísla, takže v praxi se předpokládá, že tato aproximace je od kinematické viskozity kolem 20 mm²/s nedostatečná. K nápravě byly vyvinuty empirické metody převodu zaznamenaných charakteristik na média se střední a vysokou viskozitou, která v praktické aplikaci ve starších verzích znamenají komplexní vyhodnocení diagramů, která však v současných verzích byla připravena pomocí vhodných sad vzorců.
Celosvětově nejrozšířenější je postup z Hydraulic Institute (USA), který byl standardizován jako ANSI/HI 9.6.7 a ISO/TR 17766.
V praxi se dnes konverze většinou provádí pomocí počítačových programů, jako je Spaix PumpSelector. Počítačově technické provedení tohoto postupu umožňuje převod charakteristických křivek, přičemž uživatel musí pouze definovat požadovaná dopravní data a dopravní médium. U všech známých metod hraje konstrukční bod čerpadla zvláštní roli při převodu charakteristických křivek.
Pro platnost postupu lze stanovit následující podmínky:
- Odstředivá čerpadla s uzavřenými nebo polootevřenými oběžnými koly
- Kinematická viskozita v rozsahu mezi 1 a 3000 mm²/s
- Průtok v nejlepším provozním bodě mezi 3 a 410 m³/h
- Výška na krok mezi 6 a 130 m
- Výroba za normálních provozních podmínek
- Přeprava kapalin NEWTON
Odstředivé čerpadlo je stroj na proudění hydraulické kapaliny, ve kterém je dopravní médium dopravováno pomocí odstředivých sil (odstředivých sil) způsobených rotací oběžného kola. Energie se přenáší vychylováním toku uvnitř lopatek oběžného kola.
Odstředivá čerpadla se obvykle používají pro bezpulsní, nepřetržitý nebo přerušovaný provoz, ale nejsou vhodná pro dávkování nebo plnění. Síla tohoto procesu spočívá v nepřetržitém provozu bez pulzací. Další výhodou je relativně jednoduchá konstrukce a dobrá přizpůsobivost, která zabraňuje vysokým nákladům na údržbu.
Použití je omezeno s ohledem na viskozitu čerpaného média. Se zvyšující se viskozitou kapaliny se účinnost snižuje. Proto je použití prakticky omezeno na kapaliny s kinematickou viskozitou do 100 … 150 mm² / s. Objemová čerpadla jsou preferovanou volbou pro velmi vysoké viskozity.
Důležitými parametry jsou dopravní výška, průtok, příkon, účinnost a hodnota NPSH. Parametry jsou obecně znázorněny jako charakteristické křivky v závislosti na objemovém průtoku (výtlaku).
V kapalinách NEWTON vytvářejí procesy laminárního proudění smyková napětí a normálová napětí superponovaná na tlaku, která jsou úměrná rychlosti deformace, přičemž faktorem úměrnosti je dynamická viskozita.
Kinematická viskozita je definována jako:
Viskozita je závislá na teplotě a tlaku, přičemž závislost na tlaku je zanedbatelně malá v případě kapalin.
V případě kapalin jiných než NEWTON může být viskozita také závislá na čase (tixotropní nebo rheopexické tokové chování). Poté již nelze specifikovat jako věcnou hodnotu.
Viskozita média má vliv na charakteristiku potrubí i na charakteristiku čerpadla. U odstředivých čerpadel se charakteristiky čerpadla v praxi převádějí s kinematickou viskozitou nad 10 mm²/s.
To se vyznačuje tím, že neexistuje žádný lineární vztah mezi tenzorem deformace a napětí a/nebo že viskozita je závislá na čase.
Nenewtonovské chování toku může např. B. lze pozorovat v následujících médiích:
- Plynová čerň v olejovém laku
- Suspenze zrn ve vodě
- Kal z čistíren odpadních vod
- Výkaly
- Zubní pasta
- Malta
- Mýdlové roztoky
Příklady:
Tixotropní chování lze pozorovat u mnoha barev a laků, tzn. H. viskozita je závislá na čase. Při míchání konstantní úhlovou rychlostí lze zpočátku pozorovat velmi vysoký odpor, zatímco po určité době viskozita výrazně klesá a směřuje k nižší mezní hodnotě.
Mnoho průmyslových kalů, např. B. Suspenze vápna (malty) a křídy (zubní pasty) vykazují viskoplastické chování. Pod mezí kluzu (mez kluzu) se chovají jako pevné látky a nad ní jako kapaliny.
Roztoky a taveniny mnoha látek s vysokým obsahem polymerů, stejně jako suspenze s podlouhlými částicemi, jako jsou kaučuky a mýdlové roztoky, jsou pseudoplastické. Viskozita těchto kapalin klesá s rostoucí smykovou rychlostí.
Opačné chování (dilatační chování) lze nalézt např. u některých vysoce koncentrovaných suspenzí. Zde viskozita roste s rostoucí smykovou rychlostí.
Jak charakteristiky čerpadla, tak klasické metody pro výpočet potrubí předpokládají konstantní viskozitu a neplatí pro nenewtonské kapaliny. V závislosti na průtokovém chování čerpaného média je lze v nejlepším případě použít jako aproximaci. Pro mnoho nenewtonských médií proto existují speciální výpočetní nebo aproximační metody pro návrh.
V případě jednorozměrného toku platí následující:
& nbsp;
Kapaliny NEWTON se používají například pro průtokové procesy:
- voda
- Oleje
- Plyny
- Merkur
- Alkohol
- Benzín
Pokud není známo, zda médium vykazuje NEWTONOVSKÉ tokové chování či nikoli, měly by být provedeny laboratorní testy.
& nbsp;
Pro konstrukci čerpadla je důležitá zejména maximální a minimální teplota čerpaného média. Jsou zohledněny při výběru materiálů a těsnění a v případě potřeby při zkoušce odolnosti materiálu vůči médiu.
Fyzikální vlastnosti média (hustota, viskozita) se mění s teplotou. Potřeba výkonu čerpadla je přímo úměrná hustotě. Proto je třeba vzít v úvahu teplotu z provozního rozsahu s maximální hustotou. U viskózních médií (ν & gt; 10 mm²/s) je navíc nutné přepočítat průběh charakteristiky čerpadla.
Tento bod se také nazývá návrhový bod (BEP = bod nejlepší účinnosti) čerpadla. Poloha bodu se mění, pokud se mění hydraulické parametry čerpadla, jako je průměr oběžného kola nebo otáčky či viskozita čerpaného média.
Cílem optimálního výběru čerpadla je, aby čerpadlo pracovalo v konstrukčním bodě tak, aby dosáhlo své maximální účinnosti.
