Jak wybrać średnicę rury dla systemów pomp z mikrozębatami

Czasami klienci zgłaszają, że natężenie przepływu pompy nie spełnia wymagań. W takich przypadkach Suofu zadaje im jedno pytanie: „Jaka jest średnica wewnętrzna i długość rury wlotowej?”

Generalnie, projektując systemy na dużą skalę, użytkownicy zwracają szczególną uwagę na dobór średnicy rury. Jednakże ten aspekt jest często pomijany w systemach z mikropompami. Co więcej, w przypadku dużych przemysłowych systemów przepływowych w różnych instrukcjach znajdują się jasne specyfikacje dotyczące wyboru odpowiedniej średnicy rury w oparciu o znane parametry, takie jak natężenie przepływu, temperatura i lepkość. Jednakże podręczniki te zazwyczaj nie zawierają szczegółowych specyfikacji rur o średnicach mniejszych niż DN25. Jak zatem wybrać średnicę rury do zastosowań, w których natężenie przepływu waha się od kilkudziesięciu mililitrów na minutę do kilkudziesięciu litrów na minutę? Oto krótka dyskusja:

Rozważając wyłącznie z punktu widzenia prędkości przepływu cieczy:

I. Średnica rury wylotowej (średnica wewnętrzna):

W przypadku średnicy rury wylotowej pompy należy wziąć pod uwagę dwa główne punkty:

1. Średnica rury nie powinna być zbyt mała, a prędkość przepływu nie powinna być zbyt duża, aby uniknąć niepotrzebnych strat w oporach przepływu.

2. Aby uniknąć niepotrzebnych kosztów rurociągu, średnica rury nie musi być zbyt duża.

Zalecamy, aby w przypadku cieczy o lepkości około 1 cP rozsądna prędkość przepływu wynosiła 1-3 m/s. Na przykład, dla natężenia przepływu 5 l/min, odpowiedni zakres średnicy wewnętrznej rury wynosi około 6 mm (co odpowiada 3 m/s) do 10 mm (co odpowiada 1 m/s). W przypadku wzrostu lepkości można odpowiednio zmniejszyć dopuszczalną prędkość przepływu.

Dobór średnicy rury wylotowej powinien przede wszystkim zapewnić odpowiednie opory przepływu w rurze. W przypadku rurociągów dłuższych lub z dużą liczbą zagięć można odpowiednio zwiększyć średnicę rury i odwrotnie. Oczywiście zmniejszenie średnicy rury wylotowej zwiększy ciśnienie wylotowe. Pieniądze zaoszczędzone na kosztach rurociągów można następnie zrekompensować zwiększonymi kosztami zakupu pompy o wyższym ciśnieniu i wyższym poborem mocy silnika, ponieważ zużycie energii przez pompę (W) jest proporcjonalne do iloczynu natężenia przepływu (Q) i ciśnienia (P).

II. Średnica rury wlotowej (średnica wewnętrzna):

W większości przypadków (kiedy na wlocie nie znajduje się ciśnienie) pompa może zasysać ciecz jedynie w oparciu o ciśnienie atmosferyczne. Maksymalna różnica ciśnień od końca rury wlotowej do końca wlotu pompy = 101 kPa - NPSHr - różnica wysokości pomiędzy poziomem cieczy a pompą (przy założeniu, że zbiornik cieczy znajduje się pod ciśnieniem atmosferycznym). Innymi słowy, warunki na wlocie pompy są znacznie bardziej ograniczone niż warunki na wylocie, ponieważ maksymalna teoretyczna różnica ciśnień wynosi tylko około jednej atmosfery. Dlatego zalecamy, aby w przypadku cieczy o lepkości około 1 cP rozsądna prędkość przepływu w rurociągu wlotowym wynosiła od 0,5 do 1,5 m/s. Na przykład, dla natężenia przepływu 5 l/min, odpowiedni zakres średnicy wewnętrznej rury wynosi około 8 mm (co odpowiada 1,5 m/s) do 14 mm (co odpowiada 0,5 m/s). W przypadku wzrostu lepkości można odpowiednio zmniejszyć dopuszczalną prędkość przepływu.

W przypadku postępowania z lotnymi cieczami:

Jeśli przenoszona ciecz jest podatna na ulatnianie się, np. freon, zbyt mała średnica rury wlotowej może z łatwością wytworzyć pewien stopień podciśnienia w rurociągu wlotowym pompy. Może to nasilić parowanie cieczy i ostatecznie uniemożliwić prawidłowe działanie systemu. W takich przypadkach należy odpowiednio zwiększyć średnicę wewnętrzną rury. Pompę należy umieścić jak najbliżej zbiornika cieczy, a ilość kolan, zmian średnicy i zaworów w rurociągu powinna być zminimalizowana. Wskazane jest także zamontowanie na rurociągu wakuometru, który pozwoli na bieżąco monitorować poziom podciśnienia i ograniczać parowanie cieczy.

Poniżej znajduje się tabela wyboru rurociągu w celach informacyjnych, uwzględniająca przede wszystkim wylot.