液体粘度和密度:泵用户指南

 图注:很多人认为,其它液体对泵的作用也和水差不多(图为菜籽油),这种误解可能犯下代价高昂的错误。
粘度和密度

为什么粘度和密度对泵影响甚大?

因为您可能需要一台压力达到 10 Bar 的泵,但是不考虑所泵送液体性质的话,就很难做出正确的选择。

“如不考虑液体的不同粘度和密度,您可能会买过大的泵,不仅价格高、运营成本大,还占地,”格兰富应用经理 Søren Mortensen 说。 “如果泵太小,就抽不动液体。 电机规格太小就会因过载而损毁,或者保护装置触发泵停机。

好吧,你可以说说“粘度”和“密度”是什么意思吗?

粘度用来衡量液体的粘稠程度,密度则是衡量单位体积的液体重量。

液体越粘稠,泵工作起来是不是越困难?

液体的粘度,也就是粘稠程度,当然会影响泵运转,但不能一概而论,因为液体粘度会在不同条件下发生变化。 液体大致可以分为四类,每一类的粘度尽管千差万别,但特性基本相似。

第一类是水、油、酒精和涂料稀释剂等液体。 它们叫做“牛顿流体”,不管流动多快,搅拌多强,其粘度都保持不变。

第二类叫“膨胀性流体”,比如奶油、黄油等,搅拌越强,粘度越大。 “这种流体不能用离心泵输送,要采取特殊的手段,”Søren Mortensen 说。

第三种是“塑性流体”,超过一定塑变值(屈服值)才能流动。 超过塑变值,粘度会随搅拌增强而下降。 “塑性流体的最佳代表就是番茄酱,”Søren Mortensen 说。 “你应该有这样的体会,在瓶子里摇匀番茄酱比较麻烦,但摇匀之后就可以轻易流动了。”

最后一类是“触变流体”,这个概念比较难解释...用泵也不容易处理。 胶水、防溅涂料、油脂、纤维质化合物、脂肪酸盐(如肥皂)、淀粉浆和焦油都属于这类。 这些液体静止时非常粘稠,但通过不断搅拌,粘度会下降。

很难处理,真的。 那么如何测量粘度?
 

衡量粘度有两个标准,动态的和运动的...


“很多人认为,其它液体对泵的作用和水差不多。 持类似观点的人占到 95%,这种误解可能会导致高昂代价。”

格兰富工业部应用经理 Søren Mortensen

等等...我跟不上了。 就泵而言,需要注意粘度的哪些重要问题?

所谓的“运动粘度”是影响泵曲线的一大物理因素,所以必须要明确这一点。

运动粘度的单位是厘斯(cSt),表达式为 mm2/ s。 举例来说,水在 20°C 的粘度较低,为 1 cSt;机油在同一温度下的粘度则高达 500 倍。

“粘度是流体的主要阻力源,泵的很多问题都源于此,”Søren Mortensen 说。 “如果你要处理高粘度的液体,那移动它们的难度就比低粘度的液体大得多。 在泵里面也是一样,只是换成叶轮来移动液体而已。 如果你要输送机油之类粘着在叶轮表面的液体,就要考虑清楚相关问题。

好的,粘度说到这里。 现在我们说说密度。

不同的液体通常密度不同(或者说单位重量,表达式为 g/cm3 或 kg/m3),单一液体的密度随温度变化。

选取泵尺寸的时候,我们主要关注扬程,也就是 1 Bar 压力下可以把某种液体喷出的高度,按米计。 越重的液体,需要的输送压力越大。

从下方表 1 可见,变化很大。 盐水(1,300 kg/m3)比柴油(800 kg/m3)重得多(密度大),20°C 的水(960 kg/m3)则轻于 95°C 的水(997 kg/m3)。

表 1:用 1 Bar 压力排出四种液体,扬程各不相同,因此工作点也不同。 液体分别是:A) 20°C 的盐水, B) 20°C 的水 C) 95°C 的水, D) 20°C 的柴油。

关于用泵输送的液体的粘度和密度,最常见的误解是什么?

“很多人认为,其它液体对泵的作用和水差不多。”Søren Mortensen 说,“但在我们眼里并非如此。 持类似观点的人占到 95%,这种误解可能会导致高昂代价。

格兰富如何帮助我们避免上述问题?

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