In che modo le pompe AODD possono gestire l'alta viscosità

Una domanda comune posta dagli utenti delle pompe pneumatiche a doppia membrana (AODD) è: "Qual è la viscosità massima di un fluido di processo che può essere trasferito da una pompa AODD?" In verità, la risposta ha poco a che fare con la pompa scelta e molto a che fare con il sistema di tubazioni a cui è collegata la pompa. Gli utenti spesso lo dimenticano, poiché la maggior parte delle applicazioni AODD sono applicazioni di trasferimento con un fluido a viscosità relativamente bassa. Anche se una discussione completa di metodi più accurati per la valutazione dei sistemi di pompa va oltre lo scopo di questo articolo, gli utenti delle pompe possono utilizzare le seguenti tecniche per stimare i fattori che influiscono sulle portate nei sistemi AODD con fluidi ad alta viscosità.

Considera il seguente semplice sistema di trasferimento di fluidi in cui l'utente desidera trasferire 20 galloni al minuto (gpm) utilizzando un AODD da 1 pollice. Per determinare se è possibile presentare una domanda è necessario rispondere a tre domande:

Una risposta approssimativa a questa domanda può essere trovata confrontando il valore di sollevamento a secco della pompa con la perdita della linea di aspirazione. In altre parole, la capacità di sollevamento a secco della pompa supera la perdita della linea di aspirazione alla portata desiderata?

Quando si considerano le applicazioni AODD, è utile considerare il TDH in termini di libbre per pollice quadrato (psi) anziché in piedi d'acqua (ft-H20) per il semplice motivo che la fonte di energia per gli AODD è l'aria compressa. Se la pressione di ingresso dell'aria supera il TDH del sistema, il fluido può essere trasferito nel sistema di pompa. Per garantire la longevità della pompa, gli utenti AODD dovrebbero sforzarsi di progettare sistemi che funzionino nella gamma media delle capacità della pompa. Non più di 60 psi di TDH rappresentano un obiettivo di progettazione ragionevole per la maggior parte dei sistemi di trasferimento.

La maggior parte dei produttori pubblica curve di correzione della viscosità. Le curve, infatti, riassumono le perdite per attrito che si verificano quando il fluido viscoso passa attraverso la pompa.

Per determinare se la pompa può aspirare il fluido di processo, è necessario calcolare la perdita sulla linea di aspirazione per la portata desiderata.

Una discussione sulla matematica delle perdite nella linea di aspirazione è troppo approfondita per questo articolo. Tuttavia, il diametro del tubo e la portata influiscono enormemente sulla perdita della linea. Non è raro aumentare il diametro della linea di aspirazione per superare la perdita della linea di aspirazione. Considerare i seguenti risultati per i calcoli della perdita della linea di aspirazione nel sistema di esempio nella Figura 1.

Un tipico AODD da 1 pollice può avere capacità di sollevamento a secco di 15 piedi-H2O o 6,5 psi. In termini pratici, ciò significa che la pompa non può funzionare in sistemi in cui la perdita della linea di aspirazione supera 6,5 ​​psi. L'utilizzo di una linea di aspirazione da 1 pollice come illustrato nella Figura 1 provoca una perdita della linea di aspirazione che supera le capacità della pompa. Per soddisfare la portata desiderata di 20 gpm, il diametro della linea di aspirazione deve essere aumentato a 2 pollici. Questo aumento riduce la perdita della linea di aspirazione da 34 psi a 2 psi, ben entro le capacità operative della pompa AODD.

Per calcolare il TDH dell'intero sistema, è necessario determinare sia la prevalenza statica totale che la perdita di linea di scarico per attrito. Vedere il sistema di esempio nella Tabella 1.

La perdita per attrito della linea dovuta a una linea da 1 pollice supera la pressione operativa massima della maggior parte delle pompe AODD (120 psi). Diventa necessario aumentare il diametro della linea di scarico per ridurre le perdite ad un livello compreso nell'intervallo della pompa AODD.

L'aumento del diametro della linea di scarico da 1 pollice a 1-1/2 pollici riduce la perdita della linea di scarico da 135 psi a 24 psi, un livello confortevole per le pompe AODD.

Nel sistema di esempio, l'altezza statica è un semplice calcolo (da 10 piedi-H20 a 15 piedi-H20) x 1,2 SG o 6 piedi-H20. Espressa in psi, la prevalenza statica totale è di circa -2,6 psi. Pertanto, il TDH del sistema è 31 psi, ovvero la somma della prevalenza statica e delle perdite per attrito del tubo.

Il passaggio finale nell'approssimazione approssimativa consiste nel considerare le perdite di linea mentre il fluido di processo si muove attraverso la pompa. I produttori di AODD in genere pubblicano le curve delle pompe per l'acqua. Le curve di correzione della viscosità riducono la capacità della pompa per fluidi di processo con viscosità più elevate. Per il sistema di esempio, la tabella del produttore indica che, con 1.500 cps, la pompa funzionerà all'88% della sua capacità pubblicata. Leggendo le curve pubblicate dal produttore si dovrebbero quindi leggere 20 gpm a 23 gpm (20 gpm/0,88).