場合によっては、お客様からポンプの流量が要件を満たしていないという報告を受けることがあります。そのような場合、Suofu は「インレットパイプの内径と長さはどれくらいですか?」という 1 つの質問をします。
一般に、大規模システムを設計する場合、ユーザーはパイプ径の選択に細心の注意を払います。しかし、この側面はマイクロポンプシステムでは見落とされがちです。さらに、大規模な工業用フロー システムの場合、流量、温度、粘度などの既知のパラメーターに基づいて適切なパイプ直径を選択するための明確な仕様がさまざまなマニュアルに記載されています。ただし、これらのマニュアルには通常、DN25 より小さいパイプ直径の詳細な仕様は記載されていません。では、流量が数十ミリリットル/分から数十リットル/分の用途では、パイプ径はどのように選択すればよいのでしょうか?以下に簡単な説明を示します。
純粋に液体の流速の観点から考えると、次のようになります。
I.出口パイプの直径(内径):
ポンプ出口パイプの直径については、次の 2 つの主要な点を考慮する必要があります。
不必要な流れ抵抗の損失を避けるために、パイプの直径は小さすぎてはならず、流速は速すぎてはいけません。
不必要なパイプラインのコストを防ぐために、パイプの直径を過度に大きくする必要はありません。
粘度が約 1 cP の液体の場合、適切な流速は 1 ~ 3 m/s であることをお勧めします。例えば、流量5L/minの場合、適切なパイプ内径の範囲は約6mm(3m/sに相当)~10mm(1m/sに相当)となります。粘度が高くなると許容流速が低下する場合があります。
出口パイプの直径の選択では、主にパイプ内の適切な流れ抵抗を確保する必要があります。パイプラインが長い場合や曲がりが多い場合には、パイプの直径を適切に大きくすることができ、その逆も同様です。当然、出口パイプ径を小さくすると出口圧力は増加します。ポンプの消費電力 (W) は流量 (Q) と圧力 (P) の積に比例するため、配管コストで節約されたお金は、高圧ポンプの購入コストとより高い動作モーター消費電力によって相殺される可能性があります。
II.インレットパイプ径(内径):
ほとんどの場合 (入口が加圧されていない場合)、ポンプは大気圧に依存してのみ液体を吸い込むことができます。入口パイプ端からポンプ入口端までの最大圧力差 = 101 kPa - NPSHr - 液面とポンプの間の高さの差 (液体タンクが大気圧であると仮定)。言い換えれば、理論上の最大圧力差はわずか約 1 気圧であるため、ポンプの入口条件は出口条件よりもはるかに制約されます。したがって、粘度が約 1 cP の液体の場合、入口パイプライン内の適切な流速は 0.5 ~ 1.5 m/s であることをお勧めします。例えば流量5L/minの場合、適切なパイプ内径の範囲は約8mm(1.5m/sに相当)~14mm(0.5m/sに相当)となります。粘度が高くなると許容流速が低下する場合があります。
揮発性液体を取り扱う場合:
フレオンなど、移送される液体が揮発しやすい場合、入口パイプの直径が小さすぎると、ポンプの入口パイプライン内にある程度の真空が容易に発生する可能性があります。これにより液体の蒸発が悪化する可能性があり、最終的にはシステムが適切に機能しなくなる可能性があります。このような場合には、パイプ内径を適切に大きくする必要があります。ポンプは液体タンクのできるだけ近くに配置し、パイプラインの曲がり、直径の変化、バルブの数を最小限に抑える必要があります。また、真空レベルをリアルタイムで監視し、液体の蒸発を減らすために、パイプラインに真空計を設置することをお勧めします。
以下に、主に出口を考慮したパイプライン選択の参考用の表を示します。