При выборе насосов, проведении планового обслуживания или изучении насосов сравнения неизбежны: центробежные и объёмные насосы. В чём именно заключаются различия? Вот наиболее распространённые. типы насосов.
В этом руководстве рассматриваются определения, основные сравнительные характеристики, области применения, выбор и обслуживание обоих типов насосов. Узнайте из этого руководства, как раскрыть их секреты.
Разница между объемным насосом и центробежным насосом
Центробежные насосы перемещают жидкости за счёт вращения рабочего колеса. Высокоскоростное вращение рабочего колеса создаёт центробежную силу, преобразующую кинетическую энергию в энергию давления жидкости, что позволяет откачивать жидкость под высоким давлением из выпускного отверстия. Центробежные насосы подходят для перекачивания чистой воды, промышленных сточных вод, содержащих твёрдые частицы, а также для применений, требующих непрерывной подачи с высокой производительностью, таких как водоподготовка, переработка шлама и т.д. дноуглубительные работы.
В то же время, объёмные насосы используют внутренние движущиеся части (шестерни, поршни, диафрагмы) для непосредственного сжатия или выталкивания жидкости посредством возвратно-поступательного движения. Без преобразования энергии рабочего колеса объёмные насосы более эффективны и подходят для перекачивания высоковязких жидкостей, требующих стабильного давления или точного расхода, например, в фармацевтической, пищевой и нефтяной промышленности.
Диаграмма: сравнение объёмных и центробежных насосов
| Центробежные насосы | Объемные насосы | |
| Тип жидкости | Чистая вода, шлам, содержащий твердые частицы, вязкость от низкой до средней, жидкость с высокой скоростью потока | Высокая вязкость, стабильный расход, газожидкостная смесь |
| Расход и давление | Чем больше поток, тем ниже давление; они обратно пропорциональны. | Расход и давление практически независимы, а кривые параллельны. |
| Вязкость и содержание твердых веществ | Подходит для твердых частиц с низкой вязкостью и высокой абразивностью, содержание твердых частиц составляет 30-40%. | Подходит для мелких, мягких твердых частиц с высокой вязкостью и содержанием твердых веществ 60-80%. |
| Стрижка | Высокая сдвигающая сила легко нарушает структуру жидкости. | Низкое усилие сдвига, подходит для биологических шламов, нефтяных шламов и т. д. |
| Эффективность и энергопотребление | Эффективность варьируется в зависимости от условий эксплуатации и достигает наивысшего уровня в точке максимальной эффективности (BEP) с минимальным потреблением энергии. | Эффективность остается неизменной независимо от условий эксплуатации, что свидетельствует о высокой эффективности и относительно стабильном потреблении энергии. |
| Обслуживание | Регулярное техническое обслуживание включает ежедневные проверки расхода, напора, вибрации и шума. | Регулярное техническое обслуживание в основном заключается в проверке любых отклонений от нормы в движении и нагрузке. |
Ключевые моменты: объемный насос против центробежного
Расход и давление
🔸 Центробежные насосы: Подача центробежного насоса обратно пропорциональна его напору. При увеличении подачи напор уменьшается, а значит, и давление.
🔸 Объемные насосы: В объемных насосах расход постоянен. Согласно формуле мощности на валу.
, Расход и давление не связаны между собой, но напрямую зависят от мощности. По мере увеличения давления насосу требуется больше мощности.
Вязкость и содержание твердых веществ
🔸 Центробежные насосы: Как упоминалось ранее, центробежные насосы приводятся в действие крыльчатка для перекачивания жидкости. Следовательно, вязкость жидкости оказывает существенное влияние на производительность насоса. Повышенная вязкость требует больше энергии для вращения рабочего колеса, что приводит к снижению КПД насоса.
Однако, заменив материалы на износостойкие, центробежные насосы могут перекачивать жидкости, содержащие твердые, высокоабразивные частицы, даже частицы большого диаметра, например, те, которые содержатся в хвостах шахт или при дноуглублении рек.
🔸 Объемные насосы: Как уже упоминалось, объемные насосы используют возвратно-поступательное движение внутренних компонентов для перемещения жидкости. Практически вся энергия расходуется на перемещение жидкости, без использования рабочего колеса. Поэтому изменения вязкости жидкости не влияют на расход, что обеспечивает стабильную эффективность.
Насосы PD способны перекачивать мягкие шламы с содержанием твердых частиц до 60-80%. Однако, поскольку они работают в герметичной насосной камере, они не подходят для перекачивания жидкостей, содержащих высокоабразивные и крупные твердые частицы, поскольку это может легко привести к заклиниванию или засорению насоса.
Стрижка
🔸 Центробежные насосы: Центробежные насосы обладают высоким сдвиговым усилием и не подходят для перекачивания биологических и полимерных суспензий. Это связано с тем, что при запуске центробежного насоса рабочее колесо вращается с высокой скоростью, что означает, что рабочее колесо будет разрушать биологические клетки, коллоиды, пасты и т. д. в жидкости.
🔸 Объемные насосы: объемные насосы вытесняют жидкость путем медленного сжатия. Без высокоскоростного вращающегося рабочего колеса сдвиговое усилие значительно снижается, что делает их пригодными для перекачивания суспензий, содержащих полимеры, биологические клетки, коллоиды и пасты.
Эффективность и энергопотребление
🔸 Центробежные насосы: КПД центробежных насосов зависит от условий эксплуатации. Они наиболее эффективны вблизи точки оптимальной эффективности (BEP). Однако в сложных условиях эксплуатации энергопотребление постепенно увеличивается, а эффективность снижается.
🔸 Объемные насосы: КПД объемных насосов более стабилен и меньше зависит от условий эксплуатации. Согласно упомянутой ранее формуле мощности, мощность изменяется только при изменении расхода или давления. Такое более линейное изменение позволяет лучше управлять энергопотреблением.
Обслуживание
Для обеспечения длительного срока службы как центробежные, так и объемные насосы требуют регулярного технического обслуживания.
🔸 Важно отметить, что в центробежных насосах вращающиеся детали, в частности рабочее колесо, требуют первоочередного внимания. Независимо от того, перекачивает ли насос чистую воду или шлам, рабочее колесо подвержено износу. Материал, качество и состояние рабочего колеса влияют на ежедневную работу. Мы также можем выявлять неисправности, контролируя температуру, уровень шума и расход. К счастью, центробежные насосы имеют простую конструкцию, что делает обслуживание относительно удобным и быстрым.
🔸 Объемные насосы требуют особого внимания к утечкам. Внутренние утечки приведут к снижению эффективности. Кроме того, обратите внимание на отклонения в расходе и давлении. При обнаружении отклонений проверьте наличие засоров. Также обращайте внимание на необычные шумы и регулярно очищайте клапаны и фильтры от посторонних предметов.
Применение центробежных и объемных насосов
Мы уже упоминали подходящие типы жидкости для этих двух типов насосов в сравнительной таблице объёмных и центробежных насосов. Далее я предоставлю подробный анализ и рекомендации по выбору насосов для различных областей применения.
Когда использовать центробежный насос?
Благодаря своей конструкции и принципу работы центробежные насосы, как правило, подходят для перекачивания чистой воды, загрязненной воды и жидкостей средней вязкости, таких как вода для высотных жилых зданий, орошение, сточные воды, шлам, раствор, ил, летучая зола, гравий и животный навоз.
Благодаря оптимизированной конструкции рабочего колеса и использованию износостойких материалов область применения центробежных насосов значительно расширилась. Даже при перекачивании шламов, содержащих твердые частицы, центробежные насосы сохраняют превосходный срок службы и производительность.
Когда использовать центробежный насос?
В отличие от центробежных насосов, объёмные насосы не используют вращающиеся рабочие колеса для перемещения жидкости, что снижает сдвигающие усилия. Более того, движущиеся части насоса непосредственно приводят жидкость в движение посредством сжатия, что позволяет избежать потерь энергии и достичь более высокой эффективности.
Такая конструкция означает, что вязкость жидкости практически не влияет на эффективность, но она не подходит для перекачки шламов, содержащих твёрдые частицы. Насосы объёмного типа подходят для перекачки высоковязких жидкостей, в приложениях, требующих больших сдвигающих усилий, или в ситуациях, требующих точного и постоянного расхода, например, при перекачке нефти и газа, биологических и полимерных шламов, шлама, пищевой и фармацевтической промышленности.
Общепромышленное применение
Очистка воды: Сточные воды и бытовая вода часто содержат большое количество примесей, гравия и длинных волокон. В таких случаях наилучшим выбором являются высокопроизводительные и износостойкие центробежные насосы.
Добыча полезных ископаемых: При утилизации сточных вод и переработке хвостов в шахтах жидкости содержат множество коррозионных и абразивных твёрдых частиц. Центробежные шламовые насосы легко справляются с этими сложными условиями.
Пищевая/фармацевтическая промышленность: В пищевой промышленности и биофармацевтике требуется точное добавление добавок или фармацевтических препаратов без ущерба для биосовместимости материалов. Насосы объёмного типа позволяют выполнять эти задачи со стабильной производительностью и высокой эффективностью.
Нефть и газ: При транспортировке нефти и газа, особенно нефти, высоковязкая нефть может снижать эффективность центробежных насосов и даже вызывать закупорку трубопроводов. Однако объёмные насосы способны стабильно перекачивать нефть, газ или высоковязкие жидкости.
Дноуглубительные работы: Проекты дноуглубления требуют удаления ила из русел рек, портов и берегов, часто содержащего большое количество гравия и камней. Центробежные землесосы, способные работать с высокой производительностью и твердыми частицами, могут эффективно перекачивать различные виды шлама.
Орошение/Животноводство: Центробежные насосы часто используются для орошения больших объёмов сельскохозяйственных угодий, в то время как в животноводстве эффективная перекачка навоза представляет собой сложную задачу. Превосходная пропускная способность центробежных насосов обеспечивает стабильную подачу больших объёмов навоза.
Как выбрать: центробежный или объёмный насос?
При выборе подходящего насоса необходимо учитывать следующее: пять факторов следует учитывать:
Ⅰ. Требуется ли постоянный, высокий расход или точный, стабильный расход?
Ⅱ. Требуется ли подача под высоким давлением или стабильное давление?
Ⅲ. Является ли жидкость, с которой вы работаете, высоковязкой суспензией?
Ⅳ. Содержит ли шлам большое количество твердых частиц, и какова твердость и размер этих частиц?
Ⅴ. Содержит ли обрабатываемая вами суспензия биологические клетки, полимеры или другие вещества, которые невозможно разрушить?
Если вы сможете ответить на эти пять вопросов, вы сможете изначально выбрать насос, подходящий для вашего проекта.
В таблице ниже перечислены основные типы центробежных и объёмных насосов. При выборе насоса необходимо учитывать не только условия эксплуатации, но и физические свойства пульпы и материал, из которого изготовлен насос, поскольку только выбор наиболее подходящего насоса может обеспечить максимальную эффективность производства.
| Типы насосов | Распространенные типы | Приложения |
| Центробежные насосы | Вертикальные насосы, Горизонтальные насосы, Погружной насос, Шламовые насосы, Грунтовые насосы | Очистные сооружения сточных вод, хвостохранилища, земснаряды, фермы, бумажные фабрики, орошение и бытовое водоснабжение. |
| Объемные насосы | Поршневые насосы, плунжерные насосы, мембранные насосы, шестеренчатые насосы, винтовые насосы, перистальтические насосы, кулачковые насосы | Фармацевтические заводы, нефтеперерабатывающие заводы, пищевые предприятия, бумажные фабрики, лакокрасочные заводы |
Если у вас есть вопросы по выбору центробежных и объемных насосов, пожалуйста, обращайтесь свяжитесь со специалистами Kingda. Мы предоставим вам бесплатную и своевременную консультацию, а при необходимости можем разработать для вас индивидуальные решения по доставке жидкости.
