Pumpenkapazität verstehen
Pumpen werden in drei Typen unterteilt: Kolbenpumpen, Membranpumpen und Kreiselpumpen. Aufgrund ihrer Langlebigkeit und Leistungsfähigkeit werden Kreiselpumpen in vielen Schlammsystemen eingesetzt. Kreiselpumpe Die Suspension wird durch die Rotation eines Rührwerks durch das System transportiert.
Die Förderleistung einer Pumpe wird im Wesentlichen von zwei Parametern bestimmt: Förderhöhe und Fördermenge. Hersteller liefern für jede Pumpe eine Kennlinie, die Druck und Fördermenge in Abhängigkeit voneinander darstellt. Anhand dieser Kennlinie lässt sich feststellen, ob eine Pumpe für die jeweilige Anwendung geeignet ist.
Je komplexer die Anwendung, desto wichtiger ist die Unterstützung von Experten bei der Bestimmung der erforderlichen Pumpenauslegungseigenschaften. Dennoch lassen sich in jeder Situation einige grundlegende Schritte unternehmen. Lesen Sie weiter, um die Berechnungen für Förder- und Schlammpumpen zu verstehen.
Die Wahl der richtigen Schlammpumpe: Was Sie beachten sollten?
Berechne den Durchfluss
Vor der Dimensionierung und Auswahl einer Pumpe muss zunächst die Fördermenge berechnet werden. In industriellen Umgebungen wird die Fördermenge häufig durch die Produktionsstufe der Anlage bestimmt. Es kann so einfach sein wie die Berechnung, dass 100 gpm (6,3 l/s) zum Befüllen eines geeigneten Tanks benötigt werden. Das Gesamtvolumen kann jedoch auch durch bestimmte Verfahrensschritte beeinflusst werden, die sorgfältig untersucht werden müssen.
Berechnen Sie die statische Druckhöhe
Es muss der Abstand zwischen dem Flüssigkeitsspiegel im Vakuumbehälter und dem Ende des Auslaufrohrs bzw. der Abstand zwischen dem Flüssigkeitsspiegel im Verteilbehälter und dem Ende des Abflussrohrs überwacht werden.
Berechnen Sie die Reibungshöhe
Die Druckhöhe wird durch die Strömungsgeschwindigkeit, den Rohrdurchmesser und die Rohrlänge bestimmt. Die Reibungshöhe spielt eine wesentliche Rolle, da sie das Hauptrohr beeinflusst.
Ermitteln oder berechnen Sie den Gesamtdruck
Die Kompressionsleistung ergibt sich aus der Durchflussrate (die entweder positiv oder negativ sein kann) und dem Grenzflächendruck.
Auswahl der Pumpe
Die Pumpenauswahl basiert auf der Gesamtförderhöhe, den Fördermengenanforderungen und der Eignung für den jeweiligen Anwendungsfall.
Bestimmung und Berechnung von Schlammpumpen
Bei der Berechnung einer Schlammpumpe müssen die Prozesskennzahlen berechnet werden.
Partikelgröße und -verteilung
Die Partikelgröße d50 (d85) ist der Anteil der Fragmente in einer Suspension, die eine bestimmte Größe oder kleiner sind.
Der Wert wird ermittelt, indem die Feststoffe durch Siebe mit verschiedenen Maschenweiten gesiebt und die einzelnen Fraktionen vermessen werden. Der prozentuale Anteil der Partikel unterschiedlicher Größe lässt sich anschließend anhand einer Siebkurve ablesen. Beispielsweise bedeutet d85 = 3 mm, dass 85 % der Partikel einen Durchmesser von 3 mm oder weniger aufweisen.
Massenanteil kleiner Partikel
Der Anteil der Partikel mit einer Größe von unter 75 µm ist hoch. Der Anteil kleiner Partikel in der Suspension muss bestimmt werden. Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 75 µm können die Bewegung größerer Partikel fördern. Nähert sich der Anteil der Partikel mit einem Durchmesser von unter 75 µm dem Wert 50%, so ändert sich das Verhalten der Suspension hin zu einer nicht sedimentierenden Suspension.
Feststoffkonzentration
Die Partikelkonzentration in der Suspension kann als Volumenprozent, Cv, oder als Gewichtsprozent, Cm, ausgedrückt werden.
Was ist die Dichte / das spezifische Gewicht?
Feststoffe
Das spezifische Gewicht eines Festkörpers gibt seine Dichte an. Dieser Wert, SGs, wird berechnet, indem die Dichte des Festkörpers durch die Dichte von Wasser geteilt wird.
H2O
Wasser hat eine Dichte von 1000 kg/m³. Bei 20 °C beträgt die spezifische Dichte von Wasser 1. Der Preis variiert leicht je nach Temperatur.
Schlamm
Mithilfe eines Nomogramms kann das spezifische Gewicht der Suspension bestimmt werden.
Partikelform
Die Form der Granulate ist sowohl für das Pumpverhalten der Suspension als auch für den Verschleiß der Pumpe und der Rohrleitung von Bedeutung. Der Formfaktor zeigt die Abweichung der Suspensionspartikel von einer idealen Kugelform. Es ist unerlässlich, diese Details zu kennen.
Eigenschaften der Suspension
Schlämme werden entweder als absetzend oder nicht absetzend klassifiziert.
Nicht absetzende Suspension
Eine Mischung, deren Inhalt sich nicht am Boden absetzt, sondern über einen längeren Zeitraum in der Umgebung verbleibt. Eine nicht sedimentierende Suspension verhält sich homogen und viskos, ihre Eigenschaften sind jedoch nicht-newtonsch.
Partikelgröße: weniger als 60-100 m.
Eine homogene Mischung ist das, was eine nicht absetzende Suspension ist.
Homogenes Gemisch
Ein Gemisch aus Feststoffen und Flüssigkeiten, in dem die Feststoffe gleichmäßig verteilt sind.
Absetzender Schlamm
Diese Art von Suspension klärt sich während der Verarbeitung schnell auf, kann aber durch Flüchtigkeit in Suspension gehalten werden. Partikeldurchmesser: mehr als 100 µm.
Eine Suspension, die sich absetzt, ist ein pseudo-homogenes oder heterogenes Gemisch, das vollständig oder teilweise geschichtet sein kann.
Pseudo-homogenes Gemisch
Ein Gemisch, in dem alle Moleküle suspendiert sind, die Ansammlung jedoch am Boden höher ist.
Heterogenes Gemisch
Eine Feststoff-Flüssigkeits-Kombination, bei der die Partikel nicht gleichmäßig verteilt sind und sich eher am Boden des Rohrs oder des Auffangbehälters ansammeln (im Vergleich zu absetzender Suspension).
Flüssigkeitsdefinitionen
Abgesehen von der Dichte bestimmt die Viskosität einer Flüssigkeit ihre Eigenschaften.
Sobald eine Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird, verformt sie sich unbegrenzt. Man sagt, sie fließt. Beim Fließen einer Flüssigkeit wirkt die innere Reibung, die durch die Dichte der Moleküle entsteht, dem entgegen. Diese innere Reibung ist eine Eigenschaft von Flüssigkeiten, die als Viskosität bezeichnet wird.
Die Viskosität von Flüssigkeiten nimmt mit steigender Temperatur schnell ab.
Newtonsche Flüssigkeiten
Die Scherspannung in Newtonschen Flüssigkeiten ist linear und hängt vom Geschwindigkeitsgradienten bzw. der Scherrate ab. Wasser und die meisten anderen Flüssigkeiten sind Newtonsch.
Flüssigkeiten mit nicht-Newtonschen Eigenschaften
Manche Flüssigkeiten, wie beispielsweise wässrige Suspensionen mit feinen Partikeln, folgen nicht dem einfachen Zusammenhang zwischen Scherspannung und Schergeschwindigkeit. Sie werden auch als nicht-newtonsche Flüssigkeiten bezeichnet.
Manche nicht-Newtonsche Flüssigkeiten besitzen die ungewöhnliche Eigenschaft, nur dann zu fließen, wenn eine bestimmte minimale Scherspannung angelegt wird.
Pumpenleistung
Die Effektivität einer Kreiselpumpe beim Fördern von Suspensionen variiert je nach Flüssigkeits-/Feststoffgehalt der Suspension.
Dieser Unterschied wird durch die Eigenschaften der Suspension (Partikelgröße, Dichte und Form, wie im vorangegangenen Kapitel beschrieben) bestimmt. Leistung (P), Förderhöhe (H) und Wirkungsgrad (η) sind die beeinflussten Faktoren. Die folgenden Diagramme veranschaulichen die Unterschiede zwischen Suspension und Wasser.
Energie und Förderhöhen strömender Flüssigkeiten
In einem stabilen Gleichgewicht halten Wasser und andere Flüssigkeiten die Balance. Wasser in einem hochgelegenen Bauwerk auf einem Hügel birgt Potenzial. Es besitzt die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten, oder anders ausgedrückt: Es verfügt über Energie. Auf dem Weg ins Tal wird potenzielle Energie in kinetische Energie umgewandelt, die dann genutzt wird, um tatsächliche Arbeit zu verrichten, beispielsweise den Antrieb eines Turbogenerators oder eines Motors.
Wenn man ein Lastkahn oder eine Wassermühle einen Fluss hinabtreibt, kann man – wie bei einem Wasserfall – all diese Energie ungenutzt verpuffen lassen.
Staudämme speichern Wasser aus verschiedenen Gründen, unter anderem zur Erzeugung von Wasserkraft und elektrischer Energie.
Erzeugung, in Bewässerungssystemen, im Pflanzenbau, in kommunalen Wasserverteilungssystemen, als eines der
Wasser, das für die wesentlichen Bestandteile des Lebens sowie für Hochwasserschutzmaßnahmen unerlässlich ist, darf nur in Wasserkraftanlagen verwendet werden.
in großen Höhen gehalten werden, wo viel umwandelbare potenzielle Energie vorhanden ist. Wasserkreislauf und Bewässerung
Pumpen werden in Systemen eingesetzt, um dem Wasser kinetische Energie zu verleihen, damit es durch Rohre zirkulieren und/oder in höher gelegene Gebiete befördert werden kann.
Die Strömung von Flüssigkeiten erfolgt stets vom Punkt höchster Energie zum Punkt niedrigster Energie. Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.
Systemdesign
Statischer Kopf
Der statische Druck ist der seitliche Qualitätsunterschied zwischen der Oberfläche der Schlammquelle und dem Austrittspunkt.
Verluste durch Reibung
Reibung entsteht, wenn die Flüssigkeit durch die Druckleitung und die Ventile fließt. Beim Pumpen von Schlämmen unterscheiden sich die Reibungsschäden an Rohrbögen und Ventilen von den üblichen Pumpverlusten bei schwerem Wasser.
Gesamtausfluss
Dieser Wert wird bei der Pumpenberechnung verwendet und setzt sich aus der statischen Förderhöhe zuzüglich der Reibungsverluste durch Rohre und Ventile zusammen, umgerechnet in Meter Wassersäule.
Kritische Geschwindigkeit
Im Allgemeinen muss die Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren einen bestimmten Schwellenwert überschreiten. Mit steigender Strömungsgeschwindigkeit nehmen die Reibungsverluste zu. Dies kann auch zu erhöhtem Verschleiß im Rohrsystem führen. Niedrige Durchflussraten verursachen Ablagerungen in den Rohren und damit erhebliche Verluste.
Pumpenabmessungen
- Die Kennlinie der Wasserpumpe
- Die reduzierte Kurve der Suspension
- Der Einsatzpunkt für Schlammförderung ist der Schnittpunkt der Pumpensystemkennlinie und der Leistungskennlinie.
Weitere zu berücksichtigende Faktoren
Beim Einsatz von Pumpen muss der Pumpeneingangsdruck den Dampfdruck der Flüssigkeit in der Pumpe übersteigen. Der angegebene erforderliche Pumpeneingangsdruck (NPSH<sub>req</sub>) darf nicht unter dem im Pumpensystem verfügbaren Wert (NPSH) liegen.
Der verfügbare Wert wird beeinflusst durch den Umgebungsluftdruck (Höhe über dem Meeresspiegel), den Dampfdruck der Flüssigkeit, die Dichte der Suspension und den Füllstand des Sammelbehälters.
Beispielsweise wird eine wasserbasierte Suspension in 1000 Metern Höhe über dem Meeresspiegel gepumpt. Die Flüssigkeitstemperatur beträgt 40 °C, und der Flüssigkeitsstand liegt 2 Meter über dem Pumpeneinlass.
Formel:
NPSHa = Luftdruck – Dampfdruck + Sumpfeinlaufpegel.
NPSHa = 9,2 – 0,4 + 2 = 10,8
Wenn Sie Fragen zur Schlammpumpe haben, können Sie Kontaktieren Sie uns Für schnellere Transaktionen stehen wir Ihnen jederzeit zur Verfügung, und unsere erfahrenen Ingenieure werden Ihnen jederzeit antworten.
