Pozitif Deplasmanlı Pompa ve Santrifüj Pompa: Temel Farklılıklar ve Nasıl Seçilir

Her Pompa Tipi Sıvıyı Nasıl Taşır?

Pozitif deplasmanlı (PD) pompa ile pozitif deplasmanlı (PD) pompa arasındaki en temel fark santrifüj pompa sıvıyı hareket ettirmek için kullanılan mekanizmada yatmaktadır ve bu tek fark, seçim sırasında değerlendirmeniz gereken neredeyse tüm performans özelliklerine basamaklıdır.

Santrifüj pompa, kinetik enerjiyi dönen bir pervane aracılığıyla akışkana aktarır. Pervane döndükçe, sıvıyı merkezdeki gözün içine çeker ve dışarı, mahfaza duvarına doğru fırlatır, boşaltma portunda hızı basınca dönüştürür. Süreç süreklidir, titreşimsizdir ve büyük ölçüde sıvının fiziksel özelliklerine, özellikle de viskoziteye bağlıdır. Mevcut çeşitlerin daha ayrıntılı bir dökümü için santrifüj pompa türlerine ve bunların endüstriyel uygulamalarına bakın.

Pozitif deplasmanlı bir pompa ise aksine, sabit bir hacimdeki sıvıyı fiziksel olarak bir boşlukta (dişliler, pistonlar, loblar, vidalar veya esnek bir diyafram aracılığıyla) yakalar ve onu mekanik olarak boşaltma hattına doğru zorlar. Her vuruş veya devir, bilinen, tanımlanmış miktarda sıvıyı hareket ettirir. Sonuç, herhangi bir santrifüj tasarımından temel olarak farklı bir davranış olan, aşağı akış basıncından bağımsız olarak neredeyse sabit kalan bir akış hızıdır.

Akış Hızı, Basınç ve Performans Eğrisi

Santrifüj pompalar bir performans eğrisi boyunca çalışır: sistem karşı basıncı arttıkça akış hızı düşer. En iyi verimlilik noktasında (BEP), hidrolik kayıplar en aza indirilir ve pompa, nominal çıkışını optimum enerji tüketiminde sunar. Aşırı kısma yaparak ya da düşük yükseklikte çalıştırarak BEP'ten çok uzaklaşırsanız verimlilik düşer, ısı oluşur ve mekanik aşınma hızlanır.

Pozitif deplasmanlı pompalar farklı davranır. Akış-basınç eğrileri neredeyse dikeydir: akış, sistem direncinden ziyade pompa hızının belirlediği geniş bir basınç aralığında sabit kalır. Bu öngörülebilirlik, akış yönünde ne olursa olsun, döngü başına belirli bir hacmin iletilmesi gereken ölçüm ve dozaj uygulamaları için PD pompalarını varsayılan seçim haline getirir.

Pratik bir sonuç: Kapalı bir tahliyeye karşı çalışan bir PD pompası, bir şey kırılıncaya kadar basınç oluşturacaktır . Herhangi bir PD pompa kurulumunda uygun boyutta bir tahliye vanası veya baypas döngüsü tartışılamaz. Santrifüj pompalar, kendilerine zarar vermeden kapatma başlığında dururlar (gerçi uzun süreli ölü başlık aşırı ısınmaya neden olur).

Santrifüj pompanın değişken frekanslı sürücü (VFD) ile eşleştirilmesi boşluğun çoğunu kapatarak verimliliği korurken geniş bir aralıkta akış ayarlamalarına olanak tanır; yük koşullarının sürekli dalgalandığı sıcaklık kontrolü ve HVAC sistemlerinde giderek daha fazla tercih edilen bir kombinasyon.

Viskozite, Katı Maddeler ve Kayma Hassasiyeti

Akışkan özellikleri genellikle herhangi bir basınç veya akış hesaplaması yapılmadan önce hangi pompa tipinin uygun olduğunu belirler.

Santrifüj pompalar düşük viskoziteli sıvılar (su, ince solventler, hafif kimyasallar) için optimize edilmiştir. Viskozite kabaca 100-200 cP'nin üzerine çıktıkça, pompa içindeki sürtünme kayıpları keskin bir şekilde artar, akış düşer, verim düşer ve motor yükü artar. Santrifüj pompayı asla tasarlanmamış bir sıvı üzerinde çalıştırmak sadece düşük performans sağlamakla kalmaz, aynı zamanda ünitenin aşırı ısınmasına ve garantinin geçersiz olmasına neden olabilir.

Pozitif deplasmanlı pompalar viskozite değişikliklerinden büyük ölçüde etkilenmez. Birçok dişli ve aşamalı boşluk tasarımında, akışkan yoğunlaştıkça hacimsel verimlilikte artış görülür, çünkü viskoz akışkan iç boşlukları daha etkili bir şekilde kapatır. PD pompalarının petrol, yapıştırıcı, şurup ve polimer uygulamalarında hakim olmasının nedeni budur. Aşındırıcı bulamaçlar ve ağır parçacık yüklü akışlar için, PD prensipleri üzerine kurulmuş, korozyona ve aşınmaya dayanıklı bir bulamaç pompası, santrifüjlü tasarımların sürekli hizmette karşılayamayacağı kadar sağlam bir dayanıklılık sunar.

Kayma hassasiyeti başka bir kritik faktördür. Santrifüj çarklar yüksek hızda dönerek sıvıya önemli miktarda kesme kuvveti uygular. Emülsiyonlar, biyolojik et suları, belirli polimerler ve kesme altında yapı değiştiren gıdada kullanılabilir malzemeler için bu, geri dönüşü olmayan ürün hasarına neden olabilir. Diyaframlı ve peristaltik PD pompalar, sıvıyı yavaşça hareket ettirerek onları farmasötik ve gıda işleme hatlarındaki kaymaya duyarlı uygulamalar için standart haline getirir.

Kendinden Emişli, Kuru Çalışma ve Kurulum Kısıtlamaları

Santrifüj pompaların çoğu kendi kendine hava alamaz. Akışı yönlendiren hidrolik hareketi oluşturmak için çalıştırmadan önce pompa gövdesinde sıvı bulunması gerekir; gövdedeki hava basınç oluşturmadan basitçe döner. Pratikte bu, pompanın besleme sıvısı seviyesinin altına monte edilmesi veya bir besleme sisteminin dahil edilmesi gerektiği anlamına gelir. Kendinden emişli santrifüj çeşitleri mevcuttur, ancak bunlar kasada ek bir sıvı rezervuarı gerektirir ve yine de çalışma sırasında hava girişini karşılayamaz.

Pozitif deplasmanlı pompalar - özellikle diyaframlı pompalar - doğası gereği kendinden emişlidir. Sıvıyı daha alçak bir kaptan kaldırabilir, kurumaya başlayabilir ve aralıklı hava alımını zarar görmeden halledebilirler. Bu, saha kurulumlarında, taşınabilir kurulumlarda ve sıvı seviyesinin dalgalandığı uygulamalarda onları çok daha bağışlayıcı kılar.

Kuru çalışma ilgili bir risktir. Santrifüj pompanın sıvı olmadan çalıştırılması mekanik salmastrayı birkaç dakika içinde tahrip eder. Diyaframlı pompalar da dahil olmak üzere birçok PD pompa tasarımı, uzun süreler boyunca kuru çalışmayı tolere eder; bu, besleme beslemesinin öngörülemeyen olduğu proseslerde anlamlı bir avantajdır.

Bakım ve Toplam Sahip Olma Maliyeti

Santrifüj pompalar yaygın olarak az bakım gerektiren ekipmanlar olarak kabul edilir. Az sayıda hareketli parça (esasen pervane, şaft ve conta) olduğundan aşınma yüzeyi sınırlıdır. Mekanik salmastra muayenesi, yatak yağlaması ve pervane açıklık kontrolleri ile ilgili rutin bakım merkezleri. Pompalar doğru boyutlandırıldığında ve BEP'e yakın çalıştırıldığında arızalar arasındaki ortalama süre yüksektir.

Pozitif deplasmanlı pompalar daha fazla mekanik karmaşıklık taşır. Dişli pompalar, aşındırıcılardan dolayı aşınmaya yatkın olan dar boşluklara sahiptir. Diyafram pompaları, malzemeye ve göreve bağlı olarak genellikle her 8.000-20.000 çalışma saatinde bir olmak üzere periyodik diyafram değişimi gerektirir. Pistonlu ve pistonlu pompalar valf ve salmastra bakımı gerektirir. Toplam parça sayısı daha yüksektir ve bakım programı daha zorludur.

Bununla birlikte, ilgili karşılaştırma yalnızca satın alma fiyatı değil, toplam sahip olma maliyetidir. Yüksek viskoziteli bir sıvıyla %40 verimlilikle çalışan ve sık sık conta değişimi gerektiren bir santrifüj pompa, tasarım kapsamı dahilinde istikrarlı bir şekilde çalışan, uygun şekilde belirlenmiş bir PD pompasından beş yıl içinde önemli ölçüde daha pahalıya mal olacaktır. Akışkan için doğru pompa, zaman içinde her zaman daha düşük maliyetli olan pompadır.

Yan Yana Karşılaştırma

Uygulamanız için Doğru Pompayı Seçmek

Seçim kararı genellikle sırayla cevaplanan üç soruya indirgenir.

Sıvının viskozitesi nedir? Sıvı 200 cP'yi aşarsa santrifüj pompa nadiren doğru cevaptır. Doğrudan PD seçeneklerini değerlendirmeye geçin: temiz, yüksek viskoziteli sıvılar için dişli pompalar; aşındırıcı veya parçacık yüklü akışlar için diyaframlı pompalar; macunlar ve yüksek katılı bulamaçlar için aşamalı boşluklu pompalar.

Hassas akış ölçümü gerekli mi? Dozaj doğruluğu önemliyse (kimyasal enjeksiyon, farmasötik toplu işleme, gıda katkı maddesi dağıtımı) PD pompasının strok başına sabit hacim özelliği çok önemlidir. Santrifüj pompalar, VFD'lerle bile diyafram veya dalgıç pompanın ölçüm hassasiyetiyle eşleşemez.

Basınç ve akış koşulları nelerdir? Temiz, düşük viskoziteli sıvıların büyük hacimli, düşük basınçlı aktarımı için santrifüj pompalar, BEP'e yakın en düşük sermaye maliyetini, en basit kurulumu ve en iyi enerji verimliliğini sağlar. Yüksek basınçlı enjeksiyon, yüksek viskoziteli transfer veya sistem basıncı değişikliklerinden bağımsız olarak tutarlı akış gerektiren uygulamalar için PD pompaları, santrifüj tasarımlarının kopyalayamayacağı yetenekler sağlar.

Aşındırıcı kimyasal hizmet için, aşındırıcı kimyasal ortamlar için flor kaplı bir santrifüj pompa veya floroplastik gövdeli diyaframlı pompa iki baskın seçenektir; aralarındaki seçim sonuçta spesifik sıvının viskozitesine ve katı içeriğine bağlıdır. Standart sıcaklık aralığında temiz sıvılarla genel endüstriyel hizmet için, paslanmaz çelik santrifüj pompa özellikleri, rekabetçi maliyetlerle geniş bir akış ve basınç kombinasyonu yelpazesini kapsar. Varsayılan olarak en tanıdık teknolojiyi kullanmak yerine pompa tipini akışkan ve proses koşullarıyla eşleştirmek, güvenilir uzun vadeli kurulumu kronik bakım probleminden ayıran şeydir.