Pompy do cieczy o różnej charakterystyce lepkości
Pompowanie cieczy lepkich może stwarzać trudności. Przy doborze pompy należy zawsze uwzględniać lepkość płynu. Aby zrozumieć, jak duże znaczenie ma lepkość, należy przyjrzeć się zachowaniu różnych cieczy lepkich pod wpływem siły.
Ciecze newtonowskie—Lepkość pozostaje stała niezależnie od zmian szybkości ścinania czy mieszania. Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej pompy następuje proporcjonalny wzrost przepływu. Do cieczy wykazujących właściwości newtonowskie należą między innymi: woda, oleje mineralne, syrop, węglowodory i żywice.
Ciecze pseudoplastyczne—Lepkość maleje wraz ze wzrostem szybkości ścinania, ale lepkość początkowa może być na tyle duża, że w standardowym układzie pompy nie pozwala na rozpoczęcie przepływu. Typowymi cieczami pseudoplastycznymi są żele, farby lateksowe i balsamy.
Ciecze o odwróconej plastyczności—Lepkość rośnie wraz ze wzrostem szybkości ścinania. Po rozpoczęciu pompowania cieczy o odwróconej plastyczności istnieje ryzyko zacięcia i zatrzymania pompy. Do cieczy o odwróconej plastyczności zalicza się zawiesiny, glinę i niektóre masy cukiernicze.
Ciecze tiksotropowe—Podobnie jak w przypadku cieczy pseudoplastycznych lepkość spada wraz ze wzrostem szybkości ścinania lub mieszania. Po wstrzymaniu lub zmniejszeniu intensywności mieszania pojawia się efekt histerezy i następuje wzrost lepkości. Często lepkość nie wraca do wartości początkowej. Przykładowe ciecze tiksotropowe to m.in. mydła, smoły, oleje roślinne, skrobia, klej, atramenty, masło orzechowe i niektóre zawiesiny.
Lepkość typowych cieczy
| Typowa ciecz | Centypuaz (cp) |
Centystokes (cSt) |
Saybolt Second Universal (SSU) |
| Woda | 1 | 1 | 31 |
| Mleko | 3 | 4 | 40 |
| Olej opałowy nr 4 | 12,6 | 15,7 | 80 |
| Śmietana | 20 | 20,6 | 100 |
| Olej roślinny | 40 | 43,2 | 200 |
| Olej SAE 10 | 88 | 110 | 500 |
| Sok pomidorowy | 180 | 220 | 1000 |
| Olej SAE 30 | 352 | 440 | 2000 |
| Gliceryna | 800 | 1100 | 5000 |
| Miód | 1500 | 2200 | 10 000 |
| Klej | 3000 | 4500 | 20 000 |
| Majonez | 5000 | 6250 | 28 000 |
| Melasa B | 8640 | 10 800 | 50 000 |
| Kwaśna śmietana | 15 000 | 19 000 | 86 000 |
Właściwości cieczy lepkich
Pompowanie cieczy lepkich przy pomocy różnych rodzajów pomp:
Pompy perystaltyczne
Dzięki swojej konstrukcji pompy perystaltyczne nadają się do cieczy ściernych i/lub lepkich, takich jak zawiesiny, kremy, szlamy, smary, farby, odpady płynne itp. Aby zmaksymalizować wydajność pompowania cieczy lepkich, należy:
- Zmniejszyć prędkość pompy. Wzrost prędkości obrotowej powyżej pewnego punktu wpływa na zmniejszenie natężenia przepływu. Maksymalna prędkość efektywna pompy maleje wraz ze wzrostem lepkości i zmniejszeniem wielkości przewodów.
- Rozmiar przewodów powinien być większy niż przy pompowaniu wody.
- Zalecane są sztywniejsze przewody, takie jak Chem-Durance® Bio, Norprene®, PharmaPure®, PharMed® BPT, Tygon® E-LFL, GORE® STA-PURE® seria PCS lub GORE® STA-PURE® seria PFL. Wydajność jest wówczas lepsza, ponieważ przewody powracają do swojego pierwotnego kształtu krótko po zamknięciu głowicy pompy, wytwarzając ssanie niezbędne do pompowania cieczy lepkiej. W przypadku rozmiarów L/S® i I/P® zalecane są wysokowydajne przewody precyzyjne. Przewody o grubszych ściankach również szybciej powracają do swojego pierwotnego kształtu niż przewody precyzyjne. Szybszy powrót do początkowej postaci umożliwia wciąganie cieczy do przewodu z większą siłą.
- Wybierać przewody o gładkim wnętrzu. Dzięki temu można minimalizować siły tarcia. Polecane są na przykład przewody BioPharm, BioPharm Plus, Tygon® E-Lab, Tygon® E-LFL, Puri-Flex® lub silikonowe.
- Zmniejszać lepkość płynu. Jeśli jest to możliwe, należy podgrzać płyn u źródła lub w kąpieli zanurzeniowej. Lepkość zazwyczaj spada wraz z temperaturą, a jeśli inne właściwości płynu nie zmieniają się na skutek ogrzewania, ułatwia to jego pompowanie.
Pompy zębate
Pompy zębate doskonale nadają się do pompowania cieczy lepkich, jeśli przestrzegane są następujące zasady:
- Należy zmniejszyć prędkość obrotową pompy (obr./min), jeśli lepkość cieczy przekracza 100 cp. W przypadku lepkości powyżej 100 cp należy skontaktować się z naszymi specjalistami ds. zastosowań, aby określić optymalną prędkość obrotową i inne parametry robocze.
- Przewody ssawne i tłoczne należy powiększyć o co najmniej jeden (optymalnie dwa) rozmiary w stosunku do otworów pompy.
- Należy zwiększyć moc silnika ponad wartość wymaganą do pompowania wody w tych samych warunkach ciśnienia i przepływu.
Pompy odśrodkowe
Pompy odśrodkowe zasadniczo nie nadają się do pompowania cieczy lepkich. Są najlepiej przystosowane do cieczy o lepkości poniżej 200 cp. Parametry objętościowe i ciśnieniowe pompy zmniejszają się wraz ze wzrostem lepkości.