Мембранска пумпа против центрифугалне пумпе – ​​која одговара вашем систему?

Изаберите амембранска пумпаза вискозне, абразивне, течности-осетљиве на смицање или чврсте{1}}течности које захтевају самоусисавање-, безбедан рад- или висок притисак; изаберите центрифугалну пумпу за велике количине чисте течности ниског{4}}вискозитета при ниском до умереном напону.Разлике између мембранске и центрифугалне пумпе почињу са принципом рада и површином у понашању протока, толеранцијом вискозитета и могућношћу притиска. Пумпање користи скоро 20% светске електричне енергије, тако да избор обликује поузданост и цену.

Мембранска пумпа против центрифугалне пумпе на први поглед

A мембранска пумпаиспоручује скоро-константну запремину по ходу и омогућава да се притисак пражњења подигне како би одговарао систему, док центрифугална пумпа испоручује било који проток који крива система дозвољава на глави коју брзина њеног радног кола може да произведе; тај појединачни контраст објашњава скоро свако правило избора у овом чланку.

Брзи филтер је течност и дужност: чиста вода, велики проток, непрекидне тачке до центрифугалних; дебеле, абразивне, токсичне,{0}}осетљиве на смицање или функције дозирања указују на породицу дијафрагме. Табела испод сумира разлике између мембранске пумпе и центрифугалне пумпе које су важне када инжењери изаберу машине у ужи избор.

Табела 1. Типичне разлике између мембранске пумпе и центрифугалне пумпе. Опсези одражавају уобичајене комерцијалне дизајне; увек проверите у односу на криве произвођача за тачан модел.

Позитивне пумпе против динамичких пумпи: два принципа рада

Разлика између пумпе позитивног померања и динамичке пумпе је корен сваке практичне разлике: динамичка пумпа додаје брзину течности и претвара ту брзину у притисак, док пумпа са позитивним померањем хвата фиксну запремину и истискује је без обзира на притисак који испуњава.

Како центрифугална пумпа гради главу

Течност улази у око импелера и избацује се напоље; волута или дифузор успорава проток и претвара кинетичку енергију у главу притиска. Резултат је машина са константном-главом: за дати пречник радног кола и брзину пумпа производи дефинисану висину, а проток се прилагођава све док крива пумпе не пресече системску криву. Напор, а не притисак, је поштена мера учинка, јер је глава независна од густине течности – иста машина подиже воду или слану воду на исту висину, само се мења потребна снага. Покрените пумпу близу тачке њене најбоље ефикасности (БЕП) и енергија и хабање остају ниски; покрените га далеко од БЕП-а и изазивате кавитацију, рециркулацију и оштећење заптивке.

Центрифугалне пумпе доминирају свуда где се проток мери стотинама или хиљадама кубних метара на сат: водоснабдевање, ХВАЦ, расхладни кругови, наводњавање и најчистији пренос процеса. Њихову предност у ефикасности и ниску прву цену по јединици протока тешко је надмашити на таквим дужностима.

Како мембранска пумпа истискује течност

Дијафрагма се савија како би проширила комору за пумпање, увлачећи течност кроз усисни неповратни вентил, а затим се скупља да би је избацила кроз неповратни вентил за пражњење. Сваки ход помера фиксну запремину, због чега је мембранска пумпа машина са константним-протоком: при фиксној брзини или дужини хода, проток остаје скоро исти без обзира на то да ли је потисни вод на 1 бар или на 100 бара. Три варијанте погона доминирају тржиштем: ваздушне-пумпе са двоструком мембраном (АОДД), мембранске пумпе са механичким погоном и мембранске пумпе са хидрауличним погоном које се користе за мерење и услуге високог{6}}притиска. Пошто мембрана одваја процесну течност од погонског механизма, не постоји ротирајућа заптивка вратила на влажном путу – одлучујућа предност за токсичне, корозивне или{8}}осетљиве хемикалије.

Компромиси{0}}су пулсирање и заштита: пражњење је циклично, тако да су пригушивачи пулсирања уобичајени, а блокирано пражњење мора бити заштићено растерећеним вентилом, као што је објашњено у наставку. Када се донесе одлука о пумпи позитивног померања у односу на динамичку пумпу, избор између варијанти дијафрагме, зупчаника и прогресивне шупљине постаје питање хемије течности, чврстих материја и притиска.

Притисак, проток и НПСХ: Где се криве разилазе

Мембранска пумпа производи притисак који систем захтева до своје пројектоване границе, а њен проток остаје отприлике константан; центрифугална пумпа производи било који проток који систем дозвољава, а њен притисак је ограничен брзином и пречником радног кола.

Могућност притиска и обавезни преливни вентил

Машине са позитивним померањем генерално стварају већи притисак. Типична једностепена центрифугална пумпа-генерише 5–15 бара, а достизање 100 бара или више захтева вишестепену машину са много радних кола; мембранска пумпа достиже сличне притиске у једној глави, а хидраулички активиране дозирне мембране потискују до стотине бара. Важећи стандарди одражавају поделу: АПИ 610 покрива центрифугалне пумпе у нафтној индустрији, ИСО 5199 покрива класу ИИ хемијских-центрифугала за процесе, а АПИ 675 управља контролисаном-пумпом са позитивном запремином (мерним) – светски стандард мембранске пумпе за уље и гас за кућну употребу. Када инжењеру постројења треба 200 бара, практичне опције су скоро увек вишестепена центрифугална машина или машина са позитивним померањем; када је проток мали, мембранска пумпа за дозирање побеђује у једноставности и контроли.

Правило заштите је једнако јасно{0}}. Крива главе центрифугалне пумпе се изравнава при искључењу-, тако да блокирано пражњење не може да створи превелики притисак у систему. Позитивна пумпа нема главу-за затварање: блокирајте пражњење и она наставља да истискује запремину све док вод не пукне, мембрана не поквари или возач не заглави. Отпорни вентил на потисној страни је стога обавезан, са повратном линијом која се води назад до усисног резервоара; третирајте га као сигурносни уређај, а не као регулатор протока, јер континуирани рад против њега троши енергију и загрева течност.

Обе породице такође требају позитивну маргину између доступног НПСХ (НПСХа) и потребног НПСХ (НПСХр), али криве се понашају другачије: центрифугални НПСХр расте са протоком, док НПСХр мембранске пумпе зависи од брзине{0}} – успорите га, а потребан НПСХ опада. Вискозне течности повећавају губитке у усисном-воду и смањују маргину, а врућим течностима је потребна већа маргина јер је притисак паре висок. Држите НПСХа удобно изнад НПСХр (мања од најмање 0,6 м је уобичајена пракса за хладну воду, више за топлу или вискозну употребу) или ће пумпа доћи до кавитације, еродирања и губитка перформанси.

Самоусисна{0}}пумпа за вискозне течности: мембрана домаћа трава

Када је течност гушћа од воде и усисни вод се налази изнад нивоа течности, само{0}}пумпа за вискозне течности је скоро увек мембрана или друга машина са позитивним померањем, јер центрифугалне пумпе губе капацитет, висину и ефикасност како се вискозитет пење.

Хидродинамички губици унутар кућишта расту са вискозитетом: капацитет пада, глава пада, ефикасност пада, а снага осовине се заправо повећава. БЕП се помера, а објављена крива воде се више не примењује; инжењери примењују факторе корекције вискозитета за проток, висину и ефикасност пре него што изаберу било шта. У пракси пумпи величине 1 цСт потребно је смањење снаге када течност прође отприлике 50–100 цСт, а изнад 500 цСт корекције постају толико велике да је центрифуга ретко када уопште прави одговор. Ово је први филтер у прегледу разлика између мембранске пумпе и центрифугалне пумпе: проверите колону вискозитета пре колоне цене.

Може ли центрифугална пумпа да рукује вискозним течностима?

Да, у границама, и само са корективним факторима. Пракса са-уљем даје користан плафон: око 4.000–5.000 ССУ (отприлике 900–1.100 цСт) се сматра максималним практичним вискозитетом за пумпање, а лож уље бр . 5 и 6 се распршују у горионицима на 150–300 ССУ (≈300 ССУ). Вискозни рад такође захтева спорије брзине цеви – препоручене брзине испоруке падају на око 1,0–1,4 м/с у великим линијама, при чему су брзине усисавања још ниже – што је један од разлога зашто вискозни системи гравитирају ка мањим-машинама са позитивним померањем. Табела испод показује где свака породица постаје разумна подразумевана вредност.

Табела 2. Избор породице пумпи на основу вискозитета{1}}. Вискозности су типичне вредности на наведеној температури; потврдите са подацима о течности.

Да ли се мембранске пумпе{0}}самоусисавају? Могу ли се пресушити?

Већина мембранских пумпи је заиста самоусисна-: комора за проширење ствара усис и подиже течност из отвореног контејнера, обично 5–7 м сувог дизања, без ножног вентила и посуде за пуњење. То чини мембранску пумпу стандардном самоусисном{4}}пумпом за вискозне течности у пражњењу бубња, преносу резервоара и истовару танкера. АОДД пумпе додатно толеришу кратак рад на суво, тако да повремено празан резервоар кошта замену мембране, а не изгорели заптивач и уништено радно коло. Стандардна центрифугална пумпа не може да подиже ваздух и потребна јој је усисна пумпа или уређај за пуњење; Самоусисни центрифугални модели користе комору за рециркулацију, нуде ограничено подизање и и даље брзо покваре ако раде на суво – што је критична разлика када оператери не могу да гарантују континуирано снабдевање течношћу.

Ефикасност и животни{0}}Трошкови циклуса: Када центрифугалне пумпе победе

За континуирани,{0}}висок проток, чист-рад течности, центрифугална пумпа добија на ефикасности и трошковима енергије – али само када ради близу тачке своје најбоље ефикасности; мембранска пумпа мења ефикасност за свестраност, управљивост и интегритет заптивања.

Центрифугалне пумпе достижу ефикасност отприлике 40–60% у малим јединицама и до 85% у великим,-добро усклађеним машинама; мембранске пумпе обично раде између 20% и 50%, са АОДД јединицама на доњем крају јер погон на компримовани{6}}ваздух додаје сопствене губитке. Тај главни јаз битан је само у стварној радној тачки: центрифугална пумпа са пригушивачем или превелика центрифугална пумпа може лако да ради на 30–40%, бришући своју предност у потпуности. Тврдње о ефикасности припадају кривој на БЕП, а не натписној плочици.

Поређење урађене енергије

Узмите у обзир -дужину чисте воде од 100 м³/х на 50 м главе, која ради 8.000 сати годишње по 0,10 УСД/кВх. Хидрауличка снага је П=К × Х × ρ × г / 3.600, 000=100 × 50 × 1.000 × 9.81 / 3.600.000 ≈ 13,6 кВ. При ефикасности од 70% улазна снага осовине је око 19,5 кВ; на 35% је око 39 кВ. Годишња потрошња је 156.000 кВх према 312.000 кВх – 15.600 УСД према 31.200 УСД. Сам јаз у ефикасности вреди отприлике 15.600 УСД годишње, што је много више од набавне цене већине пумпи, због чега-радње чишћења високог протока припада центрифугалним машинама.

Сада окрените функцију: 1 м³/х на 200 бара (≈2.000 м главе). Хидрауличка снага је само око 5,5 кВ, али центрифугалној пумпи би била потребна вишестепена машина са десетинама степени, док хидраулички активирана мембранска мерна пумпа то ради у једној глави са поновљивим, контролисаним излазом. На овом крају омотача, способност притиска и управљивост надмашују ефикасност – потпуно обрнуто од претходног примера.

Одржавање прати исти образац. Центрифугалне пумпе живе и умиру од механичког заптивача и лежајева: цурење заптивке је водећи узрок застоја, а искључен-БЕП рад убрзава хабање. Мембранска пумпа мења ротирајуће-одржавање заптивача за периодичну замену мембране и контролних-вентила – планирана, јефтина-операција која не захтева прецизно постављање заптивача. У раду са абразивним или агресивним хемикалијама, мембранске пумпе обично надмашују центрифуге јер ниједан-ротирајући елемент велике брзине не додирује течност; у чистој води у БЕП-у, центрифугални погон-радио годинама између ремонта.

Апликација-од-Водич за избор апликације

Ускладите породицу са течношћу и покретним профилом, а не по навици: већини биљака је потребно и једно и друго, а границу је лакше нацртати применом применом.

Табела 3. Ужи избор-засновано на апликацији. Истој локацији често су потребне обе породице у различитим возовима.

Како одабрати: Оквир за одлучивање у шест-корак

Донесите одлуку у фиксном редоследу – радна тачка, течност, усисавање, контрола, енергија, цена{0}}животног циклуса – и права породица се обично изјасни пре него што стигнете до ценовника.

Поправите радну тачку: потребан проток (м³/х или Л/х) и укупни излазни притисак (бар или м главе), укључујући све губитке у систему.

Профил течности: вискозитет (цСт), садржај и величина чврстих материја (мм), абразивност, осетљивост на смицање, притисак паре и температура.

Прегледајте усисну страну: поплављена или подигнута? НПСХа доступан, захтеви за пуњење и колико често пумпа може да ради на суво.

Дефинишите потребу за контролом: константан или променљиви проток, смањење, тачност дозирања и да ли се планира аутоматизација или ВФД.

Упоредите ефикасност на радној тачки и претворите је у годишње трошкове енергије користећи горе наведени пример.

Упоредите цену{0}}животног циклуса: прва цена плус енергија плус одржавање плус резервни делови у периоду од 10 година.

Два основна правила решавају већину случајева разлика између мембранске пумпе и центрифугалне пумпе. Ако вискозитет прелази отприлике 100 цСт, чврсте материје прелазе око 5 мм, смичне материје или самоусисна и сува- заштита су обавезни, изаберите пумпу са позитивним померањем – врло често дизајн са мембраном. Ако је рад чист, ниског-вискозитета, високог-протока и континуиран, изаберите центрифугалну пумпу и држите је близу БЕП-а.

Треба вам друго мишљење о вашој дужности? Пошаљите нам проток, притисак, течност и вискозитет ваше апликације и добијте бесплатну рецензију избора пумпе – ​​писмено поређење дијафрагме и центрифугалног са подацима о ефикасности и трошковима, враћено у року од два радна дана.

Честа питања: Мембранска пумпа против центрифугалне пумпе

Најчешћа питања о разликама између мембранске пумпе и центрифугалне пумпе од стране инжењера и купаца у постројењу су одговорена у наставку, уз понављање кључних бројева за брзу референцу.

Да ли се мембранске пумпе{0}}самоусисавају?Да. Комора са мембраном која се шири ствара усис и подиже течност обично 5–7 м без ножног вентила или посуде за пуњење, због чега су мембранске пумпе стандардни избор за рад са бубњем и коритом.

Може ли мембранска пумпа да ради на суво?АОДД пумпе толеришу кратак рад на суво – водећи разлог зашто се бирају тамо где резервоари за напајање раде празни; мембранске пумпе са механичким или хидрауличним погоном не би требало да раде на суво. Увек потврдите ограничење у подацима произвођача.

Може ли центрифугална пумпа да подноси вискозне течности?Може, са факторима корекције вискозитета за проток, висину и ефикасност – али изнад отприлике 100 цСт смањење снаге постаје озбиљно, а изнад око 1.000 цСт, одлука пумпе позитивног померања у односу на динамичку пумпу се чврсто решава на померање.

Да ли је мембранским пумпама потребан растерећени вентил?Да, обавезно. Мембранска пумпа нема главу-за затварање, тако да ће блокирано пражњење наставити да ствара притисак све док нешто не поквари; преливни вентил са повратном линијом на усисну страну штити пумпу и цевовод.

Која пумпа ствара већи притисак - мембранска или центрифугална?Мембранска пумпа, као машина са позитивним померањем, налази се на страни притиска пумпе са позитивним померањем у односу на динамичку пумпу: она производи притисак који систем захтева до своје пројектоване границе, док је једностепена центрифугална пумпа{0}} ограничена брзином и пречником радног кола и потребна јој је вишестепена машина за високи притисак.

Да ли је центрифугална пумпа увек ефикаснија?Не. Центрифугалне пумпе су ефикасније у БЕП-у на чистим, ниским-вискозним, великим-дужинама; пригушене, превелике или вискозне функције могу их спустити испод ефикасности мембранске пумпе на истој радној тачки.

Која пумпа је боља за дозирање хемикалија?Мембранска пумпа за дозирање. Комбинује конструкцију-без цурења, контролу дужине хода-и поновљивост све до малих протока, а то је дизајн покривен АПИ 675 за услугу контролисаног{4}}обима.

Кеи Такеаваис

Принцип рада одлучује о свему: пумпа са позитивним помаком у односу на динамичку разлику пумпе значи да мембрана даје константан проток при високом притиску, док центрифугална даје константну висину и проток који прате системску криву.

Вискозност је први филтер: центрифугалне пумпе требају смањење снаге изнад отприлике 50–100 цСт и постају непрактичне близу 1000 цСт; мембранске и друге пумпе са позитивним померањем са лакоћом рукују истим течностима, што чини мембрану природном самоусисном пумпом за вискозне течности.

Усисавање и рад на суво{0}}су одлуке о сервисирању: мембранске пумпе са самоусисним{1}}ивањем и АОДД јединице толеришу рад на суво; стандардним центрифугама је потребно усисавање и брзо отказују када се осуше.

Ефикасност важи само у радној тачки: код БЕП-а на чистој води центрифугална пумпа може уштедети десетине хиљада долара годишње у енергији; искључен БЕП или при високом притиску мембранска пумпа побеђује у контролисаности и трошковима{0}}животног циклуса.

Заштитите машину са позитивним померањем: сигурносни вентил на пражњењу је обавезан, а пригушивачи пулсирања се препоручују тамо где су цеви дугачке или осетљиве на вибрације{0}}.

Нека стандарди воде спецификације: АПИ 675 и АНСИ/ХИ 10.к за мембранске пумпе; АПИ 610, ИСО 5199 и АНСИ/ХИ 14.к за центрифугале – они кодирају деценије искуства квара.

Добијте бесплатну рецензију избора пумпе за ваш следећи пројекат: отпремите услове рада – проток, притисак, течност и вискозитет – и примите поређење дијафрагме и центрифугалне са подацима о ефикасности и трошковима животног{1}}животног циклуса од наших инжењера, није потребна куповина.