איזו השפעה יש לטמפרטורה על בחירת משאבות צנטריפוגליות?

טמפרטורה היא אחד הגורמים החשובים ביותר בבחירת משאבה. טמפרטורת הפעולה של המשאבה תשפיע על בחירת חומרי המשאבה, בחירת האטמים, בחירת שיטות הסיכה וכו', ולכן יש לקחת בחשבון את גורם הטמפרטורה בעת בחירת משאבה.

ראשית, יש להבין שני מושגים: טמפרטורה ואפס מוחלט.

טמפרטורה היא המדד לכמות החום הקיימת בגז, נוזל או מוצק. סולמות הטמפרטורה הנפוצים שכולם מכירים הם פרנהייט וצלזיוס, שתי מערכות שהומצאו בשנות ה-1700. שתי המערכות נבדלות במובנים חשובים:

1) נקודת הקיפאון של המים היא 0 מעלות או 32 מעלות F

2) נקודת הרתיחה של מים היא 100 מעלות או 212 מעלות F

האפס המוחלט מוגדר כטמפרטורה הנמוכה ביותר האפשרית. זוהי הנקודה בה האטומים בחומר דוממים לחלוטין ואינם מעבירים אנרגיית חום. מדידות טמפרטורה ביחס לאפס המוחלט מתבטאות בקלווינים (K) במערכת צלזיוס (0 K=-273.15 o C) וב-Rankines (o R) במערכת פרנהייט (0 o R=459.67 o F). שימו לב שקלווין היא יחידת מדידה "ללא תואר".

שנית, אתה צריך להבין את הקשר בין טמפרטורה ולחץ.

הטמפרטורה משפיעה לא רק על היציבות והיעילות של פעולת המשאבה, אלא גם על הלחץ של המערכת. כאשר הטמפרטורה של גז מתקרבת לאפס המוחלט, הוא הופך לנוזל. ככל שהטמפרטורה ממשיכה לעלות, גם לחץ הגז עולה. אם הנוזל הקריוגני יעלה על נקודת הרתיחה שלו, הוא יהפוך לגז ויוצר בעיות לחץ ואיטום חמורות.

מכיוון שחומרים שונים יוצרים לחץ בדרכים שונות, מערכת חייבת להיות מתוכננת במיוחד עבור המאפיינים של המדיה הנשאבת. אם זה לא נלקח בחשבון, עלולים להתרחש כשלים, שיעלו לעסק הרבה זמן, כסף והפקה.

בנוסף, שימו לב במיוחד להשפעה של טמפרטורת הסביבה באתר המשתמש.

כאשר המשאבה מותקנת בחוץ או ממוקמת באופן קבוע בחוץ, והטמפרטורה יורדת משמעותית בלילה, הנוזל במשאבה עלול לקפוא. כאשר משאבות אלו מופעלות מחדש, עלולות להתרחש בעיות - נזק או בלאי של חלקים. לכן, ייתכן שיידרש מעיל בידוד או שכבת בידוד אינטגרלית לבידוד או חימום המשאבה. לחלופין, המשאבה יכולה להיות מותקנת על מחלקה או עגלה כדי לאפשר למפעיל להזיז אותה בתוך הבית.

טווח הטמפרטורות הצפוי שהמשאבה צריכה להתמודד איתו במהלך הפעולה הוא קריטי לבחירה הנכונה, הכולל לא רק את סוג ומבנה המשאבה, אלא גם את בחירת רכיבי המשאבה. למרות שנראה כי טמפרטורה היא מושג מוכר, ביישומים תעשייתיים היא יכולה להפוך את הפעולה למסובכת או את הציוד לפחות אמין.

בתהליך בחירת המשאבה יש להתייחס הן לטמפרטורת הסביבה של האתר והן לטמפרטורת המדיום הנשאב.

הטמפרטורה משפיעה על משאבות צנטריפוגליות בדרכים הבאות:

1. השפעה על חומרים מבניים: אם שואבים כימיקלים מסוימים, עלולה להתרחש קורוזיה בהתאם לטמפרטורה. לנוזלים רותחים חמים תהיה השפעה קורוזיבית גדולה יותר על חומרים מאשר לנוזלים קרים יותר. לכן, חשוב לבדוק תאימות כימית בטמפרטורות שאיבה. טמפרטורות נמוכות במיוחד (כגון -150 מעלות צלזיוס ומטה) יהפכו חומרים רבים לשבירים, כגון פלדת פחמן סטנדרטית, ולכן מערכות כגון שאיבת LNG או נוזלים קריוגניים אחרים חייבות להשתמש בחומרי רכיבים מיוחדים. על ידי הוספת אלמנטים מסוימים או חישול מתכות עם מבני גרגר מסוימים, ניתן ליצור חלקים שיכולים לעמוד גם בתנאים קיצוניים אלו.
2. רכיבי משאבה: לאריזת אטמים, ככל שהטמפרטורה עולה, החום מועבר מבלוטת האריזה דרך הציר למיסבים. זה יכול להוביל להפחתה משמעותית בחיי המיסבים ואף עלול לגרום לתפיסת המיסבים.
3. צמיגות נוזלים: נוזלים המושפעים מהטמפרטורה ישנו את הצמיגות במהלך השאיבה. לדוגמה, הדבש יהפוך דק יותר כאשר הוא מחומם, וישנה את אופן השאיבה שלו. לכן, הבנת ההשפעה של שינויי טמפרטורה על צמיגות המוצר במהלך השאיבה תבטיח את בחירת המשאבה (מבנה הסוג) הנכון.
4. התפשטות חלק: בטמפרטורות גבוהות, חלקי מתכת יתרחבו בקצבים שונים. זה חשוב במיוחד בתהליך בחירת המשאבה וישפיע על החומרים המבניים שתבחרו.
5. בידוד או שמירה על טמפרטורה נמוכה: במקרים מסוימים, ייתכן שהיישום שלך יצטרך לשמור על טמפרטורה מסוימת. ניתן להשיג זאת על ידי שמירה על תנאי זרימה או שימוש במעילי בידוד/בידוד אינטגרלי.

הטמפרטורה משפיעה על:

1. מבנה משאבה. לדוגמה, כאשר הטמפרטורה הבינונית עולה על 160 מעלות, נבחר משאבה עם רגל המשאבה כתמיכה בקו האמצע; כאשר הטמפרטורה הבינונית עולה על 200 מעלות, נבחר משאבת מבנה מפוצל רדיאלי; כאשר הטמפרטורה הבינונית מגיעה לכ-400 מעלות ולחץ השאיבה אינו גבוה מדי, כמו למשל משאבת תבלית השמן התחתונה בתעשייה הפטרוכימית, על מנת למזער נקודות דליפה אפשריות, בדרך כלל בוחרים משאבת OH2; כאשר הטמפרטורה הבינונית מגיעה לכ-400 מעלות, למרות שהלחץ אינו גבוה מדי, אך משאבה- חד-שלבית או משאבה דו-ת אינה יכולה לעמוד בה (כגון משאבת הזנת תנור הקרינה בתעשייה הפטרוכימית), על מנת להבטיח בטיחות, בדרך כלל בוחרים משאבת BB5; בעת הובלת מדיה בטמפרטורה- נמוכה, מומלץ להשתמש במשאבת חבית אנכית VS6 לשימור קור קל; כאשר הצמיגות הבינונית גבוהה או קלה להתמצקות או התגבשות בטמפרטורת החדר, יש צורך להגדיר מעיל בידוד או לחמם/לבודד את המשאבה כולה; כאשר הצמיגות גבוהה מדי בטמפרטורת השאיבה, לרוב לא מתאים להשתמש במשאבה צנטריפוגלית.
2. בחירת חומרים. לדוגמה: כשמדיום השאיבה מתחת לאפס אך לא נמוך מדי, משתמשים בדרך כלל בפלדת פחמן בטמפרטורה- נמוכה או נירוסטה אוסטניטית; כאשר מדיום השאיבה הוא מתחת לאפס ונמוך, בדרך כלל משתמשים בפלדת אל חלד אוסטניטית; כאשר מדיום השאיבה הוא תמיסת שמן בטמפרטורה- גבוהה ומכיל חלקיקי זרז, נבחרה משאבת OH2 של אניה, והציפוי והאימפלר עשויים מברזל יצוק עמיד בפני שחיקה; כאשר מדיום השאיבה הוא תמיסת שמן בטמפרטורה גבוהה- ואינו מכיל חלקיקי זרז, נבחרה משאבת OH2 מסוג liner, והספייס והאימפלר עשויים מחומר CA-6NM.
3. בחירת אטמים ומערכות מכאניות. לדוגמה: בתנאי טמפרטורה רגילים, בדרך כלל נבחרים אטמים מסוג A, וטמפרטורת הפעולה המקסימלית יכולה להגיע ל-176 מעלות; בתנאי טמפרטורה נמוכים, בדרך כלל נבחרים אטמים מסוג B, וטמפרטורת ההפעלה המקסימלית יכולה להגיע ל-176 מעלות; בתנאי טמפרטורה גבוהים, חותמות מסוג C נבחרות בדרך כלל, וטמפרטורת הפעולה המקסימלית יכולה להגיע ל-400 מעלות; משאבות עם טמפרטורות עבודה הגבוהות או שווה לנקודת ההצתה האוטומטית של המדיום השואב בדרך כלל בוחרות בפריסה 2 או 3; בתנאי טמפרטורה גבוהים או נמוכים, בדרך כלל יש צורך להוסיף תמיסת שטיפה אטימה PLAN62.