Ako si vyberiem najvhodnejší typ priemyselného čerpadla pre moju konkrétnu aplikáciu?

Výber správneho priemyselné čerpadlo je rozhodujúce pre zabezpečenie účinnosti a spoľahlivosti vášho systému. Nesprávny výber môže viesť k nízkej účinnosti, vysokej spotrebe energie, častým palebouchám a nákladnej údržbe. Tento proces musí byť systematicky hodnotený na základe štyroch základných dimenzií: charakteristiky kvapaliny, systémové požiadavky, technický výkon, a ekonomická životaschopnosť.

Dôkladne zhodnoťte vlastnosti kvapaliny

Fyzikálne a chemické vlastnosti kvapaliny (média) sú primárnym faktaleboom určujúcim typ čerpadla a konštrukčné materiály.

1. Viskozita

Viskozita je odpalebo tekutiny voči prietoku a je jedným z najdôležitejších faktorov pri výbere čerpadla:

• Kvapaliny s nízkou viskozitou (napr. voda, ľahký olej, chemické rozpúšťadlá): Najlepšie sa hodí pre Odstredivé čerpadlá . Odstredivé čerpadlá pracujú efektívne pri vysokých prietokoch.
• Kvapaliny s vysokou viskozitou (napr. asfalt, ťažký olej, živice, sirup): Objemové čerpadlá (PD) sa musí použiť. Odstredivé čerpadlá trpia prudkým poklesom účinnosti v dôsledku výraznej straty trením pri manipulácii s kvapalinami s vysokou viskozitou.

2. Korozívnosť a abrazivita

• Korozívne kvapaliny (silné kyseliny, zásady): Vyžadujú čerpadlá vyrobené zo špeciálnych materiálov, ako napr zliatiny nehrdzavejúcej ocele (316L, Hastelloy) or nekovové materiály (PVDF, PP, PTFE podšívka) . Na zabránenie úniku sa často uprednostňujú beztesniace čerpadlá (ako čerpadlá s magnetickým pohonom).
• Abrazívne kvapaliny (kaše obsahujúce piesok, minerálne rudy): Vyžaduje výber čerpadiel so štruktúrami odolnými voči opotrebovaniu, ako napr Kalové čerpadlá or Peristaltické čerpadlá s pružnými vložkami. Konštrukcia musí tiež zabezpečiť riadenú rýchlosť tekutiny, aby sa zabránilo nadmernému opotrebovaniu.

3. Citlivosť na strih a obsah plynu

• Kvapaliny citlivé na strih (emulzie, polyméry, niektoré potraviny): Štruktúra niektorých kvapalín môže byť poškodená šmykovými silami obežného kolesa čerpadla. V týchto prípadoch objemové čerpadlá s nízkym strihom (napr. skrutkové pumpy alebo progresívne dutinové pumpy).
• Kvapaliny obsahujúce plyn (prchavé médiá): Odstredivé čerpadlá môžu zaznamenať „plynový uzáver“, ak obsah plynu prekročí určitú úroveň. Čerpadlá s samonasávacia schopnosť alebo môžu byť potrebné špeciálne funkcie na separáciu kvapaliny a plynu.

Presne určiť systémové požiadavky

Pochopenie práce, ktorú musí čerpadlo vykonávať, a parametrov vonkajšieho prostredia je základom pre dimenzovanie a špecifikáciu čerpadla.

1. Prietok

This is the volume of fluid the pump must transfer per unit of time, typically measured in $\text{m}^3/\text{h}$ or $\text{gpm}$.

2. Celková výška a tlak

Celková dopravná výška je súčet všetkých odporov, ktoré musí čerpadlo prekonať, vrátane:

• Statická hlava: Vertikálny výškový rozdiel medzi sacím a výtlačným bodom.
• Trecia hlava: Strata energie v dôsledku trenia v potrubiach, ventiloch a armatúrach.
• Tlaková hlava: Požadovaný tlak na výstupnom konci.

Vysoká hlava/nízky prietok aplikácie majú tendenciu Viacstupňové odstredivé čerpadlá or Objemové čerpadlá ; zatiaľ čo nízka hlava/vysoký prietok aplikácie sa prikláňajú k Jednostupňové odstredivé čerpadlá.

3. Prevádzkový režim

• Nepretržitý prenos veľkého objemu: Odstredivé čerpadlá sú preferovanou voľbou pre ich jednoduchú konštrukciu a vysokú spoľahlivosť.
• Prerušované, presné meranie: Objemové čerpadlá (especially metering pumps) offer highly controllable flow and are better suited for these applications.

Technický výber a kritické parametre

Po určení základného typu čerpadla je potrebné vykonať podrobnú technickú kontrolu so zameraním na Čistá pozitívna sacia hlava (NPSH) .

Riadenie rizika kavitácie

Kavitácia nastáva, keď miestne nízkotlakové oblasti v čerpadle spôsobia, že sa kvapalina vyparí na bubliny, ktoré sa potom prudko zrútia vo vysokotlakových oblastiach a poškodia obežné koleso a puzdro.

• Požadované NPSH ($NPSH_R$): Minimálny sací tlak, ktorý čerpadlo potrebuje na správne fungovanie, uvedený výrobcom.
• Dostupné NPSH ($NPSH_A$): Absolútny tlak skutočne dostupný na sacom hrdle čerpadla v systéme.

$$\text{Safety Principle:} \quad NPSH_A \ge NPSH_R \text{Safety Margin}

Ak $NPSH_A$ nestačí, sací tlak sa musí zvýšiť zvýšením hladiny kvapaliny, znížením výšky čerpadla alebo použitím pomocného čerpadla.

Ekonomické a prevádzkové úvahy

Kúpna cena je len začiatok; na Celkové náklady na vlastníctvo (TCO) je konečným meradlom ekonomickej životaschopnosti čerpadla.

• Kľúčové komponenty TCO:
  $$TCO = \text{Initial Purchase Cost} \text{Installation & Commissioning} \sum (\text{Maintenance Costs} \text{Downtime Costs}) \sum (\text{Energy Consumption Costs})
• Energetická účinnosť: Prevádzkové náklady tvoria najväčšiu časť TCO. Vyberte čerpadlo s najvyššou účinnosťou v bode najlepšej účinnosti (BEP). Využitie Pohony s premenlivou frekvenciou (VFD) môže výrazne znížiť spotrebu energie nastavením rýchlosti čerpadla tak, aby zodpovedala aktuálnej potrebe.

Kľúčová porovnávacia tabuľka typov priemyselných čerpadiel

Pre zjednodušenie rozhodovacieho procesu nižšie uvedená tabuľka porovnáva hlavné charakteristiky dvoch kategórií primárnych čerpadiel:

Systematickým preskúmaním informácií v rámci týchto štyroch dimenzií a použitím porovnávacej tabuľky budete schopní presne identifikovať najúspornejší a najspoľahlivejší typ priemyselného čerpadla pre vašu konkrétnu aplikáciu.