펌프 공정 설계 및
계산

응용 분야에 적합한 슬러리 펌프 선택 가이드

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계약 충족
요구 사항.

슬러리 펌프 선택 :

1. 유속 결정

펌프의 크기를 지정하고 선택하려면 먼저 유량을 결정합니다. 산업 환경에서 유량은 종종 플랜트의 생산 수준에 따라 달라집니다. 적절한 유속을 선택하는 것은 합리적인 시간 내에 탱크를 채우는 데 100gpm (6.3L / s)이 걸린다고 판단하는 것처럼 간단 할 수도 있고, 유속은 신중하게 분석해야하는 프로세스 간의 상호 작용에 따라 달라질 수 있습니다.

2. 정적 헤드 결정

이것은 흡입 탱크 유체 표면과 토출 파이프 끝 높이 또는 토출 탱크 유체 표면 높이 사이의 높이를 측정하는 문제입니다.

3. 마찰 헤드 결정

마찰 헤드는 유량, 파이프 크기 및 파이프 길이에 따라 다릅니다. 이는 여기에 제시된 표의 값에서 계산됩니다 (표 1 참조). 물과 다른 유체의 경우 점도가 중요한 요소이며 표 1은 적용되지 않습니다.

4. 총 양정 계산

총 수두는 정적 수두 (정적 수두는 양수 또는 음수 일 수 있음)와 마찰 수두의 합계입니다.

5. 펌프 선택

펌프 선택은 필요한 전체 수두 및 유량과 응용 분야에 대한 적합성을 기반으로합니다.

슬러리 펌프 계산

계산할 때 다음 매개 변수를 결정해야합니다. 슬러리 펌프

입자 크기 및 분포

입자 크기 d50 (d85)은 슬러리에서 특정 크기 이하의 입자 비율을 측정 한 것입니다.

값은 다양한 메시가있는 스크린을 통해 고체를 선별 한 다음 각 분획의 무게를 측정하여 결정됩니다. 그런 다음 체 곡선을 그리고 크기가 다른 입자의 백분율을 읽을 수 있습니다.

예 : d85 = 3mm는 입자의 85 %가 직경이 3mm 이하임을 의미합니다.

작은 입자의 질량 분율
75 µm보다 작은 입자의 비율. 슬러리에서 작은 입자의 비율을 결정하는 것이 중요합니다. 75 µm보다 작은 입자는 더 큰 입자의 수송을 어느 정도 용이하게 할 수 있습니다. 그러나 75 µm보다 작은 입자의 비율이 50 %를 초과하면 슬러리의 특성이 비 침강으로 바뀝니다.

고형분 농도
슬러리의 입자 농도는 부피 백분율 Cv 및 중량 백분율 Cm으로 측정 할 수 있습니다.

밀도 / 비중

고형물
고체의 밀도는 비중으로 표시됩니다. 이 값 SGs는 고체의 밀도를 물의 밀도로 나누어 결정됩니다.


물의 밀도는 1000kg / m3입니다. 물의 SG는 1,0 ° C에서 20입니다. 값은
온도.

 슬러리
노모 그래프를 사용하여 슬러리의 비중을 결정할 수 있습니다. SG, Cv 및 Cm의 두 값을 알아야합니다.

입자 모양

입자의 모양은 펌핑시 슬러리의 거동과 펌프 및 파이프 시스템의 마모에 대해 매우 중요합니다. 폼 팩터는 완벽한 구체에서 슬러리 입자의 편차를 나타냅니다.

슬러리 특성

슬러리는 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 고정비 정착 유형.

비 침강 슬러리
고체가 바닥에 가라 앉지 않고 오랫동안 현탁 상태로 남아있는 슬러리. 비 침강 슬러리는 균질하고 점성이있는 방식으로 작용하지만 특성은 뉴턴이 아닙니다.

입자 크기 : 60-100 µm 미만.

침전되지 않는 슬러리는 균질 한 혼합물로 정의 될 수 있습니다.

균일 한 혼합물
고체가 균일하게 분포 된 고체와 액체의 혼합물.

 

 

침전 슬러리
이러한 유형의 슬러리는 공정과 관련된 시간 동안 빠르게 침전되지만 난류에 의해 현탁 상태로 유지 될 수 있습니다. 입자 크기 : 100 µm 이상.

침전 슬러리는 유사-균질 또는 이종 혼합물로 정의 될 수 있으며 완전히 또는 부분적으로 층화 될 수 있습니다.

 

유사-균질 혼합물
모든 입자가 현탁 상태이지만 바닥으로 갈수록 농도가 더 높은 혼합물.

 

이기종 혼합물
고형물이 균일하게 분포되지 않고 파이프 또는 격납 용기의 바닥에 더 집중되는 경향이있는 고형물과 액체의 혼합물입니다 (침전 슬러리와 비교).

 

 

 

슬러리 특성

액체 정의

밀도를 제외하고 액체의 특성은 점도에 따라 결정됩니다.

액체는 힘이 가해지는 한 계속해서 변형됩니다. 그들은 흐른다 고합니다. 액체에서 흐름이 발생하면 분자의 응집으로 인해 발생하는 내부 마찰에 반대됩니다. 이 내부 마찰은 점도라고하는 액체의 특성입니다.

액체의 점도는 온도가 상승함에 따라 빠르게 감소합니다.

뉴턴 액체
뉴턴 액체는 선형이고 속도 구배 또는 전단 속도에 비례하는 전단 응력을 제공합니다. 물과 대부분의 액체는 뉴턴입니다.

비 뉴턴 액체
미세 입자가있는 수성 슬러리와 같은 일부 액체는 전단 응력과 전단 속도 간의 단순한 관계를 따르지 않습니다. 그들은
비 뉴턴 액체.

일부 비 뉴턴 액체는 특정 최소 전단 응력이 적용될 때까지 흐르지 않는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 

펌프 성능
원심 펌프 펌핑 슬러리의 성능은 깨끗한 물의 성능과 다릅니다.
슬러리의 고체 입자의 양에 따라 다릅니다.

이 차이는 슬러리의 특성 (설명 된 바와 같이 입자 크기, 밀도 및 모양)에 따라 다릅니다.
이전 장에서). 영향을받는 요소는 전력 (P), 수두 (H) 및 효율성 (η)입니다. 슬러리와 물의 차이는 아래 곡선에 개략적으로 표시됩니다.

펌프 성능 곡선

시스템 설계

정적 헤드
정적 헤드는 슬러리 소스의 표면에서 배출 지점까지의 수직 높이 차이입니다.

마찰 손실
액체가 토출 라인과 밸브를 통해 흐르기 시작하면 마찰이 발생합니다. 슬러리를 펌핑 할 때 파이프 거칠기, 굽힘 및 밸브로 인한 마찰 손실은
물을 펌핑 할 때 해당 손실. 

총 배출 수두
이 값은 펌프 계산에 사용되며 정적 수두와 파이프 및 밸브로 인한 마찰 손실로 구성되며 물 미터로 변환됩니다.

펌프 총 배출 헤드

임계 속도
일반적으로 파이프의 유속은 특정 최소값 이상으로 유지되어야합니다. 유속이 너무 높으면 마찰 손실이 증가합니다. 이것은 또한 파이프 시스템의 마모를 증가시킬 수 있습니다. 너무 낮은 유속은 파이프에 침전을 초래하여 손실을 증가시킵니다.

이는 아래 다이어그램에서 설명되며 임계 속도 (Vc)는 손실이 최소로 유지되는 최적의 속도를 나타냅니다.

특정 흐름에 대한 슬러리 펌프를 계산할 때 원하는 유속 (V)을 해당 슬러리 및 파이프 시스템의 임계 속도 (Vc)와 비교해야합니다. 아래 그림에서 볼 수 있듯이 이상적인 속도 (녹색으로 표시)는 임계 속도 바로 위에 있지만 발생할 수있는 극단적 인 경우에 대한 여유가 있습니다.

임계 속도를 결정하려면 파이프 직경과 입자 크기 (d85)를 알아야합니다. 그런 다음 값은 고체의 비중에 따라 달라지는 요소로 수정됩니다.

펌프 크기 조정

위의 다이어그램은 개략적으로 보여줍니다.
– 물에 대한 펌프 곡선
– 슬러리의 감소 된 곡선
– 슬러리의 듀티 포인트, 즉 펌프 시스템 곡선과 성능 곡선이 교차하는 포인트.

상관 관계가있는 시스템 곡선 
침전 슬러리 효과

기타 고려 사항

펌프를 사용할 때마다 펌프의 흡입구 압력이 펌프 내부 액체의 증기압을 초과하는 것이 중요합니다. 펌프에 대해 명시된 필요한 흡입 압력, NPSH req는 펌프 시스템 NPSH에서 사용 가능한 값보다 작아서는 안됩니다.

사용 가능한 값은 주변 기압 (해발 높이), 액체의 증기압, 슬러리 밀도 및 섬프의 수준에 따라 달라집니다.

예 : 해발 1000m 높이에서 수성 슬러리를 펌핑합니다. 액체 온도 40 ° C, 액체 수위는 펌프 입구 2 미터 위입니다.

수식 :
NPSHa = 공기압 – 증기압 + 섬프 입구 레벨.

NPSHa = 9,2 – 0,4 + 2 = 10,8

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