Vätskepumpar – hantering av viskösa egenskaper
Pumpning av viskösa vätskor kan innebära några speciella och svåra problem. När en pump väljs måste alltid hänsyn tas till vätskans viskositet. Effekterna av viskositeten kan lättare förstås genom att ta en titt på hur viskösa vätskor uppför sig när de utsätts för kraft.
Newtonska vätskor –Viskositeten förblir konstant oavsett förändringar av skjuvningshastighet eller omrörning. Efter hand som pumphastigheten ökar, flödet proportionerligt. Vätskor som uppvisar newtonsk beteende inkluderar vatten, mineraloljor, sirap, kolväten och hartser.
Pseudoplastiska vätskor –Viskositeten minskar när skjuvhastigheten ökar, men den initiala viskositeten kan vara så stor att den hindrar flödet att starta i ett vanligt pumpsystem. Vanliga pseudoplastiska vätskor är geler, latexmålarfärg och lotioner.
Expanderande vätskor –Viskositeten ökar när skjuvhastigheten ökar. Pumpar kan köra fast och få motorstopp efter att först ha pumpat expanderande vätskor. Några vätskor som uppvisar expanderande beteende är slam samt ler- och kandisblandningar.
Thixotropiska vätskor –Liksom för pseudoplastiska vätskor, minskar viskositeten när skjuvhastigheten eller omrörningen ökar. När omrörning stoppas eller minskas, uppstår hysteres och viskositeten kommer att öka. Ofta återvänder inte viskositeten till sitt initiala värde. Några exempel på thixotropiska vätskor är tvålar, tjäror, vegetabiliska oljor, flytande margarin, lim, bläck, jordnötssmör och vissa slam.
Viskositet för vanliga vätskor
| Vanlig vätska | Centipoise (cp) |
Centistoke (cSt) |
Saybolt Second Universal (SSU) |
| Vatten | 1 | 1 | 31 |
| Mjölk | 3 | 4 | 40 |
| Brännolja (nr 4 i USA) | 12,6 | 15,7 | 80 |
| Kräm | 20 | 20,6 | 100 |
| Vegetabilisk olja | 40 | 43,2 | 200 |
| SAE 10 olja | 88 | 110 | 500 |
| Tomatjuice | 180 | 220 | 1 000 |
| SAE 30 olja | 352 | 440 | 2 000 |
| Glycerin | 800 | 1 100 | 5 000 |
| Honung | 1 500 | 2 200 | 10 000 |
| Lim | 3 000 | 4 500 | 20 000 |
| Majonnäs | 5 000 | 6 250 | 28 000 |
| Melass B | 8 640 | 10 800 | 50 000 |
| Gräddfil | 15 000 | 19 000 | 86 000 |
Viskös vätskas beteende
Pumpa viskösa vätskor med:
Peristaltiska pumpar
Peristaltiska pumpars konstruktion gör dem lämpade för slipande och/eller viskösa vätskor som suspensioner, krämer, slam, smörjmedel, färger, vätskeavfall och annat. För att maximera pumpeffektiviteten för viskösa vätskor, följ nedanstående steg:
- Sänk hastigheten på din pump. Ökas hastigheten över en viss nivå kommer det att ha en avtagande effekt på flödeshastigheten. Den maximalt effektiva pumphastigheten minskar när viskositeten ökar och slangstorleken minskar.
- Välj en större storlek på slangen än vad som behövs för att pumpa vatten.
- Välj en styv slang såsom Chem-Durance® Bio, Norprene®, PharmaPure®, PharMed® BPT, Tygon® E-LFL, GORE® STA-PURE®-serien PCS eller GORE® STA-PURE®-serien PFL. Prestandan kommer att bli bättre därför att styva slangar återfår sin ursprungliga form snabbt efter att pumphuvudsocklusionen har skapat suget som behövs för att pumpa den viskösa vätskan. För L/S®- och I/P®-storlekar, välj högpresterande precisionsslangar – slangar med tjockare väggstorlek återfår också sin ursprungliga form snabbare än precisionsslangar. När slangarna återfår sin form snabbt låter det vätskan tryckas in i slangen med större kraft.
- Välj en slang med ett slätt lopp. Ett slätt lopp kommer att minimera friktionskrafterna. BioPharm, BioPharm Plus, Tygon® E-Lab, Tygon® E-LFL, Puri-Flex® eller silikonsammansättningar är bra val.
- Öka vätskans viskositet. Värm vätskan om möjligt, vid källan eller i ett nedsänkningsbad. Viskositeten minskar vanligtvis med ökad temperatur och om vätskan inte påverkas negativt av uppvärmning, blir det lättare att pumpa vätskan.
Kugghjulspumpar
Kugghjulspumpar är väl lämpade att pumpa viskösa vätskor om följande regler iakttas:
- Pumphastigheten (varv/min) måste minskas om viskositeten är över 100 cp. När vätskor med viskositet över 100 cp pumpas, kontakta vår tillämpningsspecialister (Application Specialists) för att avgöra optimal hastighet (varv/min) och andra driftsparametrar.
- Sug- och tömningsledningar måste ökas med minst en och helst två rörstorlekar över storleken på pumpportarna.
- Motorns hästkrafter måste ökas till över kraften som krävs för att pumpa vatten under samma tryck och flöde.
Centrifugalpumpar
Centrifugalpumpar är generellt inte lämpade för att pumpa viskösa vätskor. De passar bäst för att pumpa vätskor med viskositet som är mindre än 200 cp. Pumpens volym- och tryckkapacitet minskas med den ökade viskositeten.