Hogyan válasszam ki az adott alkalmazásomhoz legmegfelelőbb ipari szivattyútípust?

A megfelelő kiválasztása ipari szivattyú kulcsfontosságú rendszere hatékonyságának és megbízhatóságának biztosításában. A helytelen kiválasztás alacsony hatékonysághoz, magas energiafogyasztáshoz, gyakvagyi meghibásodásokhoz és költséges karbantartáshoz vezethet. Ezt a folyamatot szisztematikusan értékelni kell négy alapvető dimenzió alapján: folyadék jellemzői, rendszerkövetelmények, műszaki teljesítmény, és gazdasági életképességét.

Alaposan értékelje ki a folyadék jellemzőit

A folyadék (közeg) fizikai és kémiai tulajdonságai a szivattyú típusát és építési anyagait meghatározó elsődleges tényezők.

1. Viszkozitás

A viszkozitás a folyadék áramlással szembeni ellenállása, és az egyik legkritikusabb tényező a szivattyú kiválasztásában:

• Alacsony viszkozitású folyadékok (pl. víz, könnyű olaj, kémiai oldószerek): A legalkalmasabb Centrifugál szivattyúk . A centrifugálszivattyúk hatékonyan működnek nagy áramlási sebesség mellett.
• Nagy viszkozitású folyadékok (pl. aszfalt, nehézolaj, gyanták, szirup): Kiszvagyításos szivattyúk (PD) kell használni. A centrifugálszivattyúk hatékonysága erősen csökken a nagy viszkozitású folyadékok kezelésekvagy jelentkező jelentős súrlódási veszteség miatt.

2. Korrozivitás és kopásállóság

• Maró hatású folyadékok (erős savak, bázisok): Speciális anyagokból készült szivattyúkra van szükség, mint pl rozsdamentes acélötvözetek (316L, Hastelloy) or nem fémes anyagok (PVDF, PP, PTFE bélés) . A szivárgás megelőzése érdekében gyakran előnyben részesítik a tömítés nélküli szivattyúkat (például a mágneses meghajtású szivattyúkat).
• Csiszolófolyadékok (homokot, ásványi érceket tartalmazó iszap): Kopásálló szerkezetű szivattyúk kiválasztását igényli, mint pl Hígtrágya szivattyúk or Perisztaltikus szivattyúk rugalmas béléssel. A kialakításnak biztosítania kell a szabályozott folyadéksebességet is a túlzott kopás elkerülése érdekében.

3. Nyírási érzékenység és gáztartalom

• Nyírásra érzékeny folyadékok (emulziók, polimerek, egyes élelmiszerek): Egyes folyadékok szerkezetét a szivattyú járókerék nyíróereje károsíthatja. Ezekben az esetekben Alacsony nyírású, kiszorításos szivattyúk (pl. csavaros szivattyúkat vagy progresszív üreges szivattyúkat) kell használni.
• Gáztartalmú folyadékok (illékony közeg): A centrifugálszivattyúk „gázzárást” tapasztalhatnak, ha a gáztartalom meghalad egy bizonyos szintet. Szivattyúk önfelszívó képesség vagy speciális folyadék-gáz elválasztó funkciókra lehet szükség.

Pontosan határozza meg a rendszerkövetelményeket

A szivattyú által elvégzendő munka és a külső környezeti paraméterek megértése alapvető fontosságú a szivattyú méretezése és meghatározása szempontjából.

1. Áramlási sebesség

This is the volume of fluid the pump must transfer per unit of time, typically measured in $\text{m}^3/\text{h}$ or $\text{gpm}$.

2. Teljes fej és nyomás

A teljes emelőmagasság az összes ellenállás összege, amelyet a szivattyúnak le kell győznie, beleértve:

• Statikus fej: A szívó- és nyomópontok függőleges magasságkülönbsége.
• Súrlódó fej: Energiaveszteség a csövek, szelepek és szerelvények súrlódása miatt.
• Nyomásfej: A szükséges nyomás a nyomóvégen.

Magas fej/alacsony áramlású felé hajlanak az alkalmazások Többfokozatú centrifugálszivattyúk or Kiszorításos szivattyúk ; miközben alacsony fej/nagy áramlású felé hajlanak az alkalmazások Egyfokozatú centrifugálszivattyúk.

3. Üzemmód

• Folyamatos, nagy volumenű átvitel: Egyszerű felépítésük és nagy megbízhatóságuk miatt a centrifugálszivattyúk a preferált választás.
• Szakaszos, precíz mérés: Kiszorításos szivattyúk (especially metering pumps) offer highly controllable flow and are better suited for these applications.

Műszaki kiválasztás és kritikus paraméterek

A szivattyú alaptípusának meghatározása után részletes műszaki felülvizsgálatot kell végezni, különös tekintettel a Nettó pozitív szívófej (NPSH) .

Kavitációs kockázatkezelés

Kavitáció akkor fordul elő, amikor a szivattyún belüli alacsony nyomású területeken a folyadék buborékokká párolog, amelyek aztán a nagynyomású területeken hevesen összeesnek, károsítva a járókereket és a házat.

• Kötelező NPSH ($NPSH_R$): A gyártó által megadott minimális szívónyomás, amelyre a szivattyú megfelelő működéséhez szüksége van.
• Elérhető NPSH ($NPSH_A$): A rendszerben a szivattyú szívónyílásánál ténylegesen elérhető abszolút nyomás.

$$\text{Safety Principle:} \quad NPSH_A \ge NPSH_R \text{Safety Margin}

Ha az $NPSH_A$ nem elegendő, a szívónyomást növelni kell a folyadékszint emelésével, a szivattyú magasságának csökkentésével vagy nyomásfokozó szivattyú használatával.

Gazdasági és működési szempontok

A vételár csak a kezdet; a Teljes tulajdonlási költség (TCO) a szivattyú gazdasági életképességének végső fokmérője.

• A TCO legfontosabb összetevői:
  $$TCO = \text{Initial Purchase Cost} \text{Installation & Commissioning} \sum (\text{Maintenance Costs} \text{Downtime Costs}) \sum (\text{Energy Consumption Costs})
• Energiahatékonyság: A működési költségek a TCO legnagyobb részét teszik ki. Válassza ki a legjobb hatásfokú szivattyút a legjobb hatásfokpontján (BEP). Kihasználva Változtatható frekvenciájú meghajtók (VFD) jelentősen csökkentheti az energiafogyasztást a szivattyú fordulatszámának a tényleges igényhez igazításával.

Kulcsfontosságú ipari szivattyútípusok összehasonlító táblázata

A döntéshozatali folyamat egyszerűsítése érdekében az alábbi táblázat összehasonlítja a két elsődleges szivattyúkategória főbb jellemzőit:

Az e négy dimenzióra vonatkozó információk szisztematikus áttekintésével és az összehasonlító táblázat használatával pontosan meghatározhatja az adott alkalmazáshoz leggazdaságosabb és legmegbízhatóbb ipari szivattyútípust.