Che effetto ha la temperatura sulla scelta delle pompe centrifughe?

La temperatura è uno dei fattori più importanti nella scelta della pompa. La temperatura operativa della pompa influenzerà la scelta dei materiali della pompa, la scelta delle guarnizioni, la scelta dei metodi di lubrificazione, ecc., quindi il fattore temperatura deve essere preso in considerazione quando si sceglie una pompa.

Innanzitutto ci sono due concetti da comprendere: temperatura e zero assoluto.

La temperatura è la misura della quantità di calore presente in un gas, liquido o solido. Le scale di temperatura comuni che tutti conoscono sono Fahrenheit e Celsius, due sistemi inventati nel 1700. I due sistemi differiscono in aspetti importanti:

1) Il punto di congelamento dell'acqua è 0 gradi o 32 gradi F

2) Il punto di ebollizione dell'acqua è 100 gradi o 212 gradi F

Lo zero assoluto è definito come la temperatura più bassa possibile. Questo è il punto in cui gli atomi di una sostanza sono completamente immobili e non trasferiscono alcuna energia termica. Le misurazioni della temperatura relativa allo zero assoluto sono espresse in Kelvin (K) nel sistema Celsius (0 K=-273.15 o C) e in Rankines (o R) nel sistema Fahrenheit (0 o R=459.67 o F). Tieni presente che Kelvin è un'unità di misura "nessun grado".

In secondo luogo, è necessario comprendere la relazione tra temperatura e pressione.

La temperatura non influisce solo sulla stabilità e sull'efficienza del funzionamento della pompa, ma anche sulla pressione del sistema. Quando la temperatura di un gas si avvicina allo zero assoluto, diventa un liquido. Man mano che la temperatura continua a salire, aumenta anche la pressione del gas. Se il fluido criogenico supera il suo punto di ebollizione, diventerà un gas e creerà seri problemi di pressione e tenuta.

Poiché fluidi diversi formano la pressione in modi diversi, un sistema deve essere progettato specificamente per le caratteristiche del fluido pompato. Se questo non viene preso in considerazione, potrebbero verificarsi guasti, che costano all’azienda molto tempo, denaro e produzione.

Inoltre, prestare particolare attenzione all'impatto della temperatura ambiente presso il luogo dell'utente.

Quando la pompa è installata all'aperto o collocata permanentemente all'aperto e la temperatura scende notevolmente di notte, il liquido nella pompa potrebbe congelare. Quando queste pompe vengono riavviate, potrebbero verificarsi problemi - danni o usura delle parti. Pertanto, potrebbe essere necessario un rivestimento isolante o uno strato isolante integrale per isolare o riscaldare la pompa. In alternativa, la pompa può essere montata su skid o carrello per consentire all'operatore di spostarla all'interno.

L'intervallo di temperatura previsto che la pompa deve gestire durante il funzionamento è fondamentale per effettuare la scelta giusta, coinvolgendo non solo il tipo e la struttura della pompa, ma anche la selezione dei componenti della pompa. Sebbene la temperatura sembri un concetto familiare, nelle applicazioni industriali può complicare il funzionamento o rendere le apparecchiature meno affidabili.

Nel processo di scelta della pompa è necessario considerare sia la temperatura ambiente del sito che la temperatura del mezzo pompato.

La temperatura influisce sulle pompe centrifughe nei seguenti modi:

1. Effetti sui materiali strutturali: se vengono pompati determinati prodotti chimici, a seconda della temperatura può verificarsi corrosione. I liquidi bollenti avranno un effetto corrosivo maggiore sui materiali rispetto ai liquidi più freddi. Pertanto, è importante verificare la compatibilità chimica alle temperature di pompaggio. Temperature estremamente basse (come -150°C e inferiori) renderanno fragili molti materiali, come l'acciaio al carbonio standard, quindi sistemi come il pompaggio di GNL o altri liquidi criogenici devono utilizzare materiali componenti specializzati. Aggiungendo determinati elementi o forgiando metalli con determinate strutture di grana, è possibile creare parti in grado di resistere anche a queste condizioni estreme.
2. Componenti della pompa: per le tenute a baderna, all'aumentare della temperatura, il calore viene trasferito dal premistoppa attraverso l'albero ai cuscinetti. Ciò può portare ad una significativa riduzione della durata dei cuscinetti e può addirittura provocarne il grippaggio.
3. Viscosità del fluido: i liquidi influenzati dalla temperatura cambieranno viscosità durante il pompaggio. Ad esempio, il miele diventerà più fluido una volta riscaldato, modificando il modo in cui viene pompato. Pertanto, comprendere l'effetto delle variazioni di temperatura sulla viscosità del prodotto durante il pompaggio garantirà la selezione della pompa (tipo di struttura) corretta.
4. Espansione delle parti: alle alte temperature, le parti metalliche si espanderanno a velocità diverse. Ciò è particolarmente importante durante il processo di selezione della pompa e influirà sui materiali strutturali scelti.
5. Isolamento o mantenimento della temperatura bassa: in alcuni casi, l'applicazione potrebbe dover mantenere una certa temperatura. Ciò può essere ottenuto mantenendo le condizioni di flusso o utilizzando rivestimenti isolanti/isolamento integrale.

La temperatura influisce:

1. Struttura della pompa. Ad esempio, quando la temperatura del fluido supera i 160 gradi, viene selezionata una pompa con il piede della pompa come supporto della linea centrale; quando la temperatura media supera i 200 gradi, viene selezionata una pompa a struttura divisa radiale; quando la temperatura media raggiunge circa 400 gradi e la pressione di pompaggio non è troppo alta, come la pompa per liquami di olio di fondo nell'industria petrolchimica, per ridurre al minimo possibili punti di perdita, viene solitamente selezionata una pompa OH2; quando la temperatura media raggiunge circa 400 gradi, anche se la pressione non è troppo alta, ma una pompa a-singolo stadio o una pompa a due-stadi non riescono a soddisfarla (come la pompa di alimentazione del forno a radiazione nell'industria petrolchimica), per garantire la sicurezza, viene solitamente selezionata una pompa BB5; durante il trasporto di fluidi a bassa-temperatura, si consiglia di utilizzare una pompa a barile verticale VS6 per una facile conservazione a freddo; quando la viscosità media è elevata o facilmente solidifica o cristallizza a temperatura ambiente, è necessario configurare una camicia isolante o riscaldare/isolare la pompa nel suo insieme; quando la viscosità è troppo elevata alla temperatura di pompaggio, solitamente non è adatto l'uso di una pompa centrifuga.
2. Selezione dei materiali. Ad esempio: quando il mezzo di pompaggio è inferiore allo zero ma non troppo basso, viene solitamente utilizzato acciaio al carbonio a bassa-temperatura o acciaio inossidabile austenitico; quando il mezzo pompato è inferiore a zero e basso, viene solitamente utilizzato l'acciaio inossidabile austenitico; quando il mezzo di pompaggio è un impasto oleoso ad alta-temperatura e contiene particelle di catalizzatore, viene selezionata una pompa OH2 con rivestimento e il rivestimento e la girante sono realizzati in ghisa resistente all'usura-; quando il mezzo di pompaggio è un impasto liquido ad alta-temperatura e non contiene particelle di catalizzatore, viene selezionata una pompa OH2 di rivestimento e il rivestimento e la girante sono realizzati in materiale CA-6NM.
3. Selezione di tenute e sistemi meccanici. Ad esempio: in condizioni di temperatura normali, vengono solitamente selezionate guarnizioni di tipo A e la temperatura operativa massima può raggiungere 176 gradi; in condizioni di bassa temperatura, vengono solitamente selezionate guarnizioni di tipo B e la temperatura operativa massima può raggiungere 176 gradi; in condizioni di temperatura elevata, vengono solitamente selezionate guarnizioni di tipo C e la temperatura operativa massima può raggiungere i 400 gradi; le pompe con temperature di funzionamento maggiori o uguali al punto di auto-accensione del mezzo di pompaggio solitamente scelgono il layout 2 o 3; in condizioni di alta o bassa temperatura, solitamente è necessario aggiungere una soluzione di lavaggio delle guarnizioni PLAN62.