特殊介質輸送知識

1.粘性液體

液體的黏性影響泵的流量、揚程和效率，一般隨液體黏度的增大，泵的功耗增加，總效率下降（圖1）。常用黏度換算表見表1，不同類型泵的適用黏度見表2。

圖1 黏性液體對泵性能的影響

表1 常用黏度換算

表2 不同類型泵的適用黏度范圍

輸送黏性介質的離心泵，當介質的黏度不大于20mm²/s(如一般的化工原料及汽油、煤油、洗滌油、輕柴油等)時(公眾號:泵管家)，其性能參數可不必進行換算。黏度大于20mm²/s時，按以下方法進行換算。

①根據工藝要求的流量Q_v、揚程H_v，查圖2、圖3得到黏性介質修正系數C_Q、C_H、C_η。圖2、圖3的使用條件如下。

a.只適用于牛頓型流體（如水、甘油、溶劑等）和開式或閉式的離心泵，不適用于混流泵、軸流泵和旋渦泵。

b.NPSHa足夠大；但各參數必須在圖表極限范圍內。

圖2.離心泵性能修正系數（流量＞20m³/h）

c.對多級泵，揚程取..級揚程。對雙吸泵流量取1/2Q。

d.圖2適用于流量大于20m³/h、泵口徑為50~200mm的離心泵；圖3適用于流量不大于20m³/h，泵口徑為20~70mm的離心泵。

②將輸送黏性介質時的參數換算成輸送清水時的參數，即

Q_v/C_Q=Q_W

H_v/C_H=H_W

η_v=η_W C_η

式中，下標v、w分別代表黏性介質、清水。

圖3 離心泵性能修正系數（流量≤20m³/h）

③容積式泵的性能參數換算。一般容積式泵的容積效率隨介質黏度的增加而增高，若轉速和排出壓力不變，則流量也略有增大，如下面公式所示， 

式中 Q₁、Η_v1——黏度v1下的泵的流量和容積效率；

Q₂、Η_v2——黏度v2下的泵的流量和容積效率；

v₁（1-η_v1）= v₂（1-η_v2）

圖 利用義維選型軟件進行黏度換算技術

2.含氣液體

    泵輸送含氣液體時，泵的流量、揚程、效率均有所下降。含氣量愈大，效率下降愈快。隨著含氣量的增加，泵出現額外的噪聲、振動、嚴重時加劇腐蝕或出現斷流、斷軸現象。各類泵輸送液體中的允許含氣量見表3

表3 各類泵輸送液體的允許含氣量

   為保證泵的運轉可靠，可采用以下措施降低液體內的含氣量，見圖4。

①吸液池的結構型式和泵吸入管的布置應使各并聯泵能等量吸入液體，泵吸入口在吸液池內應具有一定的淹沒深度H₁，離池底有一定懸空高度H₂。

②吸液池的進液管、回流管、廢液收集管要遠距離泵的吸入管口，以免氣泡尚未消失就被泵吸入。同時吸入管不能放在池中央，也不能太靠近池壁，一般要離 池壁大于1.5D，以免產生漩渦或抽空。

③保證管道接頭處密封良好，避免空氣漏入。

④吸入管道布置時應避免形成空氣囊的部位。

圖4 吸入管在吸液池中的布置

3 含固體顆粒的液體

輸送含固體顆粒的液體時，懸浮在液體中的固體顆粒既不能像液體那樣吸收、儲存或傳遞能量(公眾號:泵管家)，又不能將其動能傳遞給液體。固體顆粒的存在使泵揚程、效率均較輸送清水時低。

（1）輸送非沉降類均質漿體

非沉降類均質漿體指固體顆粒粒徑d₅₀≤100μm，質量分數C_w≤30%、體積分數C_v≤15%的介質。可按該介質的動力黏度，按黏度變化時泵性能變化的程序修正。

（2）輸送沉降類漿體

①揚程和效率比輸送清水時的值下降同一個比率，見下式

式中，HR、ER——揚程比和效率比；

H_m、H——漿體、清水揚程，m；

η_m——泵輸送漿體時的效率；

η——泵輸送清水時的效率。

②.佳效率點不變，揚程和效率比與流量無關。

③泵輸送沉降類漿體的性能換算：按漿體的質量分數C_W，固體顆粒相對密度S和顆粒粒徑d₅₀，查圖5。

H_m =HRH，η_m=ERη，Q不變

渣漿離心泵輸送液體時允許的.大含固率（質量）：水泥60%~65%；硫銨30%~40%；碳化硅、石灰乳50%~60%；鹽35%；揮發(fā)性灰粉（渣油）55%。

圖5 ER和HR曲線

4 易汽化液體

易汽化液體主要指汽化溫度低的液體，如液態(tài)烴、液化天然氣、液態(tài)氧、液態(tài)氫等(公眾號:泵管家)。這些介質的溫度通常為-30~-160℃。輸送易汽化液體的特點如下:

①泵入口壓力高

液分氣通常在常溫常壓下為氣體，只有在一定壓力和低溫下才變成飽和液體。如甲烷的液化條件為3MPa，-100℃；乙烯為2MPa，-30℃。

②汽化壓力隨溫度而劇變

液化氣通常都處于炮和狀態(tài)（或有微量過冷度）。這種飽和液體的汽化壓力隨溫度變化非常顯著。一般當溫度變化±25%時，汽化壓力可變化±（....~200%），同時介質的相對密度、比熱容、蒸發(fā)潛熱等物理性質也都發(fā)生變化。

③對泵的軸封要求嚴

絕大多數的液化氣有腐蝕性和危險性，因此不允許泄露，如漏出，由于液化氣汽化吸熱極易造成密封部位結冰。因此，輸送液化氣的低溫泵對軸封要求很嚴。

5 不允許泄露的液體

    化工、醫(yī)藥、石油化工等行業(yè)輸送易燃、易爆、易揮發(fā)、有毒、有腐蝕及貴重液體時，要求泵只能微漏甚至不漏，應采用無密封泵（如磁力驅動泵和屏蔽泵）或帶泄露收集、報警等裝置的機械密封泵。

（1）磁力驅動泵

圖6 磁力驅動泵結構示意圖

    1—泵體；2—葉輪；3—滑動軸承；4—泵內軸；5—隔離套；6—內磁鋼；7—外磁鋼；8—滾動軸承；9—泵外軸；10—底座；11—聯軸器；12—電動機。

磁力驅動泵的電動機通過聯軸器和外磁鋼連在一起，葉輪和內磁鋼連在一起。在外磁鋼和內磁鋼之間設有全密封的隔離套，將內、外磁鋼完全隔開，是內磁鋼處于介質之中。電動機的轉軸通過磁鋼間磁極的吸力直接帶動葉輪同步轉動。其結構如圖6。

（2）屏蔽泵

屏蔽泵也稱屏蔽電泵，其葉輪和電動機轉子連為一體，并在同一密封殼體內，不需要采用填料函或機械密封結構，是一種不泄露泵。其結構如圖7，

圖7 屏蔽泵結構示意

1—泵體；2—葉輪；3—滑動軸承；4—軸；5—定子；6—屏蔽套；

7—轉子；8—接線盒；9—軸承監(jiān)視器；10—底

6. 腐蝕性介質

輸送腐蝕性介質的泵應選用耐腐蝕泵，其結構特點見表4，表5和表6為常用泵材料的性能。

表4 耐腐蝕泵的特點

 表5 金屬泵常用材料耐腐蝕性

表6 非金屬泵常用材料性能