Корзина
75 отзывов
Контакты
IKR Group - дистрибьютор холодильного оборудования на территории Украины и Польши
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или физического лица-предпринимателя.
+380978468986Вадим
+380962105034Олександр
+380986369847Роман
+380968927929Юрий
Вадим
УкраинаРовненская областьРовноул. Курчатова, 18а
Сайт Польшаhttp://www.ikrtech.pl
Карта

Насосы для молока и молочных продуктов: технические требования к насосам, методика подбора

Насосы для молока и молочных продуктов: технические требования к насосам, методика подбора

В процессе перекачки и переработки молока и молочных продуктов очень важно обеспечить максимальную сохранность всех полезных составляющих. Поэтому требования к процессам в молочной индустрии неуклонно растут одновременно с повышением качества выпускаемой продукции и рентабельности производства.

Тип и размер насоса следует выбирать с учетом следующих параметров:

  • производительность
  • тип перекачиваемой среды
  • вязкость
  • плотность
  • температура
  • давление в системе
  • материал проточной части насоса

Основные типы насосов, применяемых в молочной промышленности - центробежные, водокольцевые и объёмные насосы. Эти три типа имеют разные применения.

Центробежные насосы наиболее широко используются в молочной промышленности. Центробежный насос, показанный на рисунке 1, в основном используется для продуктов с низкой вязкостью, но он не может справиться с сильно газированными жидкостями. В случае высокого содержания воздуха в жидкости используется водокольцевой насос. Объемный насос используется для бережной перекачки и высокой вязкости.

Всасывающий трубопровод

Насос должен быть установлен как можно ближе к резервуару или другому источнику, из которого жидкость будет перекачиваться и с минимальным количеством изгибов, насколько это возможно во всасывающей линии. Также всасывающий трубопровод должен быть достаточно большого диаметра чтобы максимально снизить риск кавитации.

Напорный трубопровод

Любой дроссельный клапан должен быть установлен на линии подачи и если возможно, то и вместе с обратным клапаном. Дроссельный клапан используется для регулировки расхода насоса. Обратный клапан защищает насос от гидравлического удара и предотвращает обратное перетекание жидкости после остановки насоса. Оптимальное место для обратного клапана находится между насосом и дроссельным клапаном.

Кавитация

Кавитация - это физическое явление, способное со временем разрушать внутренние части насоса. Кавитация в насосе возникает, когда давление во всасывающей магистрали слишком мало относительно давления паров перекачиваемой жидкости. Тенденция к кавитации увеличивается при закачивании вязких или летучих жидкостей. Кавитация в насосах приводит к уменьшению напора и эффективности перекачки. При кавитации насос постепенно останавливается. Кавитация может быть обнаружена потрескивающим звуком в насосе, когда слышно, как пузырьки воздуха с силой разбиваются о внутренние стенки насоса.

Как избежать кавитации - общее правило успеха:

  • Низкое гидравлическое сопротивление во всасывающем трубопроводе (большой диаметр трубы, короткая всасывающая труба, малое количество клапанов, изгибов, колен и тд)
  • Хороший подпор на входе, например, высокий уровень жидкости над насосом
  • Низкая температура жидкости

Напор (давление)

При выборе насоса следует помнить, что давление H в блок-схеме - это:
или напор насоса, когда жидкость сама затекает в насос (без особых усилий на всасывание);
или давление на выходе.

Чтобы получить фактическое давление после насоса, необходимо также учитывать условия на стороне всасывания насоса. Если там вакуум на всасывающей линии, то насос должен сделать часть своей работы, чтобы жидкость заполнила его. Тогда давление на выходе будет ниже, чем указано в таблице.

С другой стороны, если линия всасывания затоплена, то насосу нужно меньше усилий на преодоление требуемого напора, т. к. входное давление уже есть и выходное давление будет выше, чем показано на диаграмме.

NPSH (подпор на входе)

При планировании установки насоса важно учитывать, чтобы всасывающий трубопровод подводился таким образом, чтобы насос не кавитировал.

NPSH насоса - это необходимое избыточное давление выше давления паров требуемой жидкости, чтобы избежать кавитации. Это называется NPSHreq.

Перед тем, как это можно будет использовать, доступный NPSH во всасывающей линии в преобладающем условии эксплуатации должен быть рассчитан. Этот показатель, NPSHav, должен быть равен или превышать требуемый NPSH, значение которого указано на графике.

Следующая формула используется для вычисления NPSHav в системе:

Формула для вычисления NPSHav

Pa = давление в бар абс на поверхности жидкости

Pv = давление пара в абс. Абс.

Dr = относительная плотность

Hs = высота всасывания в метрах

Hfs = падение давления в линии всасывания, метры столба жидкости

Обратите внимание, что hs отрицательно для всасывающего подъема и положительно для входного давления.

Уплотнение вала

Уплотнение вала часто является наиболее чувствительным компонентом насоса, поскольку оно должно уплотнять область между вращающейся частью (рабочим колесом или валом) и неподвижной частью (корпус насоса).

Обычно используется механическое уплотнение. Вращающееся уплотнительное кольцо имеет уплотняющую поверхность с ламелями, которая вращается против неподвижного уплотнительного кольца.

Между уплотняющими поверхностными слоями образуется жидкая пленка. Пленка смазывает уплотнение и предотвращает прямой контакт между двумя уплотнительными кольцами.

Это означает минимальный износ и долговечность уплотнения. Если насос работает всухую, эта пленка в уплотнении разрушается и износ в уплотнительных кольцах увеличивается.

Торцевое уплотнение обычно сбалансировано. Это означает, что он нечувствителен к давлению в насосе. Санитарно-механическое уплотнение не требует регулировки и не вызывает износ вала. Оно доступно в одинарной версии или с промывкой.

Центробежные насосы

Принцип перекачки:

Жидкость, поступающая в насос, направляется в центр (глаз) рабочего колеса и начинает круговое движение к лопастями рабочего колеса, как показано на рис. В результате центробежной силы и движения рабочего колеса жидкость покидает крыльчатку набирая давление и скорость выше, чем у крыльчатки рабочего колеса.

Скорость частично преобразуется в давление в корпусе насоса перед тем как покидает насос через выходной патрубок. Лопасти крыльчатки образуют каналы в насосе. Лопасти крыльчатки обычно изогнутые назад, но могут быть прямыми в небольших насосах.

Управление потоком

Редко можно выбрать стандартный насос, который соответствует требуемой производительности на 100%. Поэтому необходимо адаптироваться следующим образом:

  • дросселирование - очень гибкий, но неэкономичный
  • уменьшение диаметра рабочего колеса - менее гибкий, но более экономичный
  • контроль скорости - гибкий и экономичный

Три этих альтернативы будут показаны ниже на рисунке.

Дросселирование

Самое простое управление потоком - это установить дроссельный клапан в трубопроводе на выходе после насоса. Затем можно точно отрегулировать насос до требуемого давления и расхода. Это правильный метод, если насос используется для изменения давлениях и расхода.

Недостатком является то, что дросселирование является неэкономичным когда давление и расход постоянны.

Дросселирование может осуществляться с помощью диафрагм в трубе, посредством ручных или автоматических регулирующих клапанов или механическим регулятором потока, который часто устанавливается в линиях обработки молока.

Уменьшение диаметра импеллера

Вторая сверху кривая на графике рисунка  получается за счет уменьшения диаметра оригинального рабочего колеса D до уменьшенного D1. Новый диаметр D1 можно грубо определить, проведя прямую линию от O на графике через требуемую рабочую точку А к стандартной кривой В для рабочего колеса диаметром D. Считать давление H и требуемое новое давление H1. Новый диаметр рабочего колеса D1 определяется по формуле:

Формула для вычисления диаметра колеса импеллера

Самая экономичная установка насоса получается, если диаметр рабочего колеса уменьшить до диаметра D1. Большинство диаграмм насосов имеют несколько кривых для разных диаметров рабочих колес.

Контроль скорости

Изменение скорости изменит центробежную силу, создаваемую рабочим колесом. Тогда давление и мощность также изменятся - вверх для более высокой скорости и вниз для более медленной. Регулирование скорости - самый эффективный способ регулирования насоса.

Изменение скорости импеллера всегда точно отображает изменение производительности насоса, как следовательно и потребление энергии и воздействие на жидкость.

Преобразователь частоты может использоваться вместе со стандартными трехфазными двигателями. Они доступны для ручного или автоматического управления потоком и давлением.

Большинство центробежных насосов рассчитаны на 50 Гц, что означает 3000 об / мин (Оборотов в минуту) для двухполюсного двигателя. Источники питания в некоторых странах работают на частоте 60 Гц, что означает, что скорость увеличивается на 20% до 3600 об / мин. 

Напор и давление

Плотность

Напор в метрах жидкостного столба не зависит от плотности перекачиваемой жидкости. Однако плотность имеет большое значение для давления нагнетания и потребления энергии.

Если насос и вязкость жидкости одинаковы в разных случаях, колонка жидкости будет поднята на ту же высоту (10 метров в примере), независимо от плотности.

Напор насоса в метрах водяного столба будет тот же. Однако, поскольку плотность - масса жидкости - меняется, то и показания манометра также могут отличаться, см. примеры на рис.

Замечание! В графиках насосов, напор всегда измеряется в метрах столба жидкости и потребление мощности по воде с плотностью 1,0. Это означает, что при перекачивании жидкостей более высокой плотности, мощность на графике должна быть умножена на плотность.

A. Перекачивание воды с относительной плотностью = 1,0

10 м столба жидкости = 10 м водяного столба = 1,0 бар

В. Перекачивание сахарного сиропа с относительной плотностью = 1,2

10 м столба жидкости = 12 м водяного столба = 1,2 бар

С. Перекачивание спирта с относительной плотностью = 0,8

10 м столба жидкости = 8 м водяного столба = 0,8 бар

Давление насоса в метрах водяного столба, следовательно, получается, если давление в метрах столбца жидкости умножается на относительную плотность. Насос должен больше работать с более тяжелой жидкостью, чем с более легкой.

Требуемая мощность изменяется пропорционально плотности. Если в примере А для этого требуется 1 кВт, тогда в примере В потребуется уже 1,2 кВт, а в примере С всего 0,8 кВт.

Вязкость

Жидкости с более высокой вязкостью создают более высокое сопротивление потоку, чем жидкости более низкой вязкости. Когда перекачиваются жидкости с более высокой вязкостью, скорость потока и напор уменьшаются, а потребляемая мощность возрастает из-за увеличения сопротивления потока в области крыльчатки и корпуса насоса.

Центробежные насосы могут перекачивать жидкости с относительно высокой вязкостью, но они не рекомендуются для вязкостей, значительно превышающих 500 сПз, поскольку потребляемая мощность поднимается резко выше этого уровня.

 

Источник: https://pumpunion.ru/articles/?milk-pumps

Предыдущие статьи