So wählen Sie den Rohrdurchmesser für Mikrozahnradpumpensysteme aus

Manchmal berichten Kunden, dass die Förderleistung der Pumpe nicht den Anforderungen entspricht. In solchen Fällen stellt Suofu ihnen eine Frage: „Wie groß ist der Innendurchmesser und die Länge Ihres Einlassrohrs?“

Im Allgemeinen legen Benutzer beim Entwurf großer Systeme großen Wert auf die Auswahl des Rohrdurchmessers. Dieser Aspekt wird jedoch bei Mikropumpensystemen oft übersehen. Darüber hinaus gibt es für große industrielle Durchflusssysteme in verschiedenen Handbüchern klare Vorgaben zur Auswahl des geeigneten Rohrdurchmessers auf der Grundlage bekannter Parameter wie Durchflussrate, Temperatur und Viskosität. Allerdings enthalten diese Handbücher in der Regel keine detaillierten Spezifikationen für Rohrdurchmesser kleiner als DN25. Wie sollte also der Rohrdurchmesser für Anwendungen mit Durchflussraten zwischen mehreren zehn Millilitern pro Minute und mehreren zehn Litern pro Minute ausgewählt werden? Hier eine kurze Diskussion:

Betrachtet man rein aus der Perspektive der Flüssigkeitsströmungsgeschwindigkeit:

I. Auslassrohrdurchmesser (Innendurchmesser):

Beim Durchmesser des Pumpenauslassrohrs sollten zwei Hauptpunkte berücksichtigt werden:

1. Der Rohrdurchmesser sollte nicht zu klein und die Strömungsgeschwindigkeit nicht zu hoch sein, um unnötige Strömungswiderstandsverluste zu vermeiden.

2. Der Rohrdurchmesser muss nicht übermäßig groß sein, um unnötige Rohrleitungskosten zu vermeiden.

Wir empfehlen, dass für Flüssigkeiten mit einer Viskosität um 1 cP eine angemessene Strömungsgeschwindigkeit zwischen 1 und 3 m/s liegt. Beispielsweise liegt der geeignete Rohrinnendurchmesserbereich für eine Durchflussrate von 5 l/min bei etwa 6 mm (entsprechend 3 m/s) bis 10 mm (entsprechend 1 m/s). Steigt die Viskosität, kann die zulässige Strömungsgeschwindigkeit entsprechend reduziert werden.

Die Wahl des Auslaufrohrdurchmessers sollte in erster Linie auf einen angemessenen Strömungswiderstand innerhalb des Rohres achten. Bei längeren Rohrleitungen oder solchen mit vielen Bögen kann der Rohrdurchmesser entsprechend vergrößert werden und umgekehrt. Natürlich führt eine Verringerung des Auslassrohrdurchmessers zu einem Anstieg des Auslassdrucks. Die Einsparungen bei den Rohrleitungskosten können dann durch höhere Kosten für den Kauf einer Pumpe mit höherem Druck und einen höheren Stromverbrauch des Motors im Betrieb ausgeglichen werden, da der Stromverbrauch (W) der Pumpe proportional zum Produkt aus Durchfluss (Q) und Druck (P) ist.

II. Einlassrohrdurchmesser (Innendurchmesser):

In den meisten Fällen (wenn der Einlass nicht unter Druck steht) kann die Pumpe Flüssigkeit nur unter Verwendung des atmosphärischen Drucks ansaugen. Der maximale Druckunterschied vom Einlassrohrende zum Pumpeneinlassende = 101 kPa – NPSHr – der Höhenunterschied zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und der Pumpe (vorausgesetzt, der Flüssigkeitstank steht unter Atmosphärendruck). Mit anderen Worten: Die Einlassbedingungen für die Pumpe sind weitaus eingeschränkter als die Auslassbedingungen, da die maximale theoretische Druckdifferenz nur etwa eine Atmosphäre beträgt. Daher empfehlen wir, dass für Flüssigkeiten mit einer Viskosität um 1 cP eine angemessene Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Einlassleitung zwischen 0,5 und 1,5 m/s liegt. Beispielsweise liegt der geeignete Rohrinnendurchmesserbereich für eine Durchflussrate von 5 l/min bei etwa 8 mm (entsprechend 1,5 m/s) bis 14 mm (entsprechend 0,5 m/s). Steigt die Viskosität, kann die zulässige Strömungsgeschwindigkeit entsprechend reduziert werden.

Beim Umgang mit flüchtigen Flüssigkeiten:

Wenn die zu fördernde Flüssigkeit wie Freon zur Verflüchtigung neigt, kann ein zu kleiner Einlassrohrdurchmesser leicht ein gewisses Vakuum in der Pumpeneinlassleitung erzeugen. Dies kann die Flüssigkeitsverdampfung verstärken und letztendlich die ordnungsgemäße Funktion des Systems beeinträchtigen. In solchen Fällen sollte der Rohrinnendurchmesser entsprechend vergrößert werden. Die Pumpe sollte so nah wie möglich am Flüssigkeitstank platziert werden und die Anzahl der Biegungen, Durchmesseränderungen und Ventile in der Rohrleitung sollte minimiert werden. Es empfiehlt sich außerdem, ein Vakuummessgerät an der Rohrleitung zu installieren, um das Vakuumniveau in Echtzeit zu überwachen und die Flüssigkeitsverdampfung zu reduzieren.

Hier ist eine Tabelle zur Auswahl der Rohrleitung als Referenz, wobei vor allem der Auslass berücksichtigt wird.