میزان برشی چگونه بر عملکرد پمپ دنده تأثیر می گذارد؟
میزان برشی نقش مهمی در عملکرد پمپ های دنده ایفا می کند ، واقعیتی که به عنوان تأمین کننده پمپ دنده برای ما از اهمیت بالایی برخوردار است. درک چگونگی تأثیر برشی بر عملکرد پمپ دنده می تواند به ما در ارائه محصولات و خدمات بهتر به مشتریان کمک کند. در این پست وبلاگ ، ما به رابطه بین میزان برشی و عملکرد پمپ دنده می پردازیم و جنبه ها و پیامدهای مختلف را بررسی می کنیم.
نرخ برشی چیست؟
قبل از بحث در مورد تأثیر آن بر روی پمپ های دنده ، ابتدا درک کنیم که میزان برشی چقدر است. میزان برشی اندازه گیری میزان نرخ تغییر شکل یا برش مایع در هنگام جریان است. این به عنوان تغییر سرعت در هر واحد فاصله عمود بر جهت جریان تعریف می شود. به عبارت ساده تر ، این نشان دهنده چگونگی سرعت حرکت لایه های مختلف یک سیال نسبت به یکدیگر است. از نظر ریاضی ، میزان برشی (γ) به عنوان نسبت شیب سرعت (DV/DY) به فاصله بین لایه های سیال بیان می شود.
میزان برشی چگونه بر عملکرد پمپ دنده تأثیر می گذارد
ویسکوزیته تغییر می کند
یکی از اصلی ترین راه های برشی بر عملکرد پمپ دنده تأثیر آن بر روی ویسکوزیته سیال است. بسیاری از مایعات ، به ویژه مایعات غیر نیوتنی ، تغییر ویسکوزیته با نرخ برشی مختلف را نشان می دهند. مایعات غیر نیوتنی را می توان به انواع مختلفی از جمله برشی - نازک شدن ، برشی - ضخیم شدن و مایعات ویسکوالاستیک طبقه بندی کرد.
برشی - مایعات نازک ، که در کاربردهای صنعتی کاملاً رایج هستند ، با افزایش میزان برشی ، ویسکوزیته کاهش می یابد. هنگامی که یک پمپ چرخ دنده کار می کند ، مایعات را به هنگام چرخش چرخ دنده ها و جابجایی مایعات ، مایعات را برای برشی سوق می دهد. در مورد برش مایعات نازک ، با افزایش میزان برشی در داخل پمپ ، مایع چسبناک تر می شود. این می تواند هم اثرات مثبت و هم منفی داشته باشد. از طرف مثبت ، ویسکوزیته پایین به معنای مقاومت کمتری در برابر جریان است که می تواند منجر به سرعت جریان بالاتر و مصرف انرژی کمتری شود. با این حال ، اگر ویسکوزیته بیش از حد کاهش یابد ، می تواند منجر به مشکلی از قبیل نشت بین دندانهای دنده و محفظه پمپ شود و باعث کاهش کارایی حجمی پمپ شود.
در مقابل ، مایعات ضخیم برشی با افزایش میزان برشی افزایش می یابد. در یک برشی دست زدن به پمپ دنده - مایعات ضخیم ، افزایش ویسکوزیته می تواند باعث نیاز به انرژی بالاتری برای رانندگی پمپ شود ، زیرا برای حرکت مایعات چسبناک بیشتر به نیروی بیشتری نیاز است. همچنین می تواند منجر به افزایش سایش در اجزای پمپ به دلیل نیروهای اصطکاک بالاتر شود.
حفره
میزان برشی همچنین می تواند به کاویتاسیون در پمپ های دنده کمک کند. کاویتاسیون هنگامی اتفاق می افتد که فشار در یک مایع زیر فشار بخار خود فرو می رود و باعث تشکیل حباب های بخار می شود. این حباب ها هنگام حرکت به ناحیه ای از فشار بالاتر ، سقوط می کنند و امواج شوک ایجاد می کنند که می توانند به اجزای پمپ آسیب برساند.
میزان برشی بالا می تواند منجر به افت فشار محلی در مایعات شود. با چرخش چرخ دنده های موجود در پمپ ، مناطقی از فشار زیاد و کم ایجاد می کنند. اگر میزان برشی خیلی زیاد باشد ، فشار در مناطق خاص می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد و احتمال کاویتاسیون را افزایش می دهد. کاویتاسیون نه تنها با ایجاد از بین رفتن جریان و کارآیی ، عملکرد پمپ را کاهش می دهد بلکه منجر به فرسایش و گودبرداری سطوح دنده و سایر اجزای داخلی می شود و در نهایت طول عمر پمپ را کوتاه می کند.
سایش و پارگی
نیروهای برشی مرتبط با نرخ برشی مختلف می توانند باعث سایش و پارگی روی اجزای پمپ دنده شوند. نرخ برشی بالاتر به معنای نیروهای اصطکاک بیشتر بین سیال و سطوح پمپ است. این می تواند منجر به شتاب دادن سایش دندانهای دنده ، یاتاقان و مهر و موم شود.
به عنوان مثال ، در یک پمپ دنده ای که دارای یک مایع با سرعت بالا است ، مالش مداوم مایعات در برابر دندانهای دنده می تواند باعث شود که مواد به تدریج از بین بروند. با گذشت زمان ، این می تواند شکل و ابعاد چرخ دنده ها را تغییر دهد و بر عملکرد پمپ تأثیر بگذارد. سایش روی یاتاقان ها همچنین می تواند منجر به سوء استفاده از چرخ دنده ها شود ، باعث کاهش بیشتر کارایی پمپ و افزایش خطر خرابی شود.
برنامه ها و ملاحظات بر اساس نرخ برشی
پمپ دنده پشت سر هم
در برنامه هایی که کنترل دقیق جریان و تحویل فشار زیاد مورد نیاز است ، پمپ های دنده پشت سر هم اغلب یک انتخاب محبوب هستند.پمپ دنده پشت سر همبسته به نیازهای خاص برنامه ، می توان سیستم ها را برای رسیدگی به نرخ برشی مختلف طراحی کرد.
به عنوان مثال ، در یک سیستم هیدرولیک که مایع یک روان کننده برشی است ، می توان پمپ دنده پشت سر هم را برای کار با سرعت برشی که دارای ویسکوزیته مناسب برای روغن کاری کارآمد و انتقال نیرو است ، بهینه کرد. با انتخاب دقیق طراحی دنده و سرعت کار ، می توان میزان برشی را کنترل کرد تا اطمینان حاصل شود که ویسکوزیته مایع در محدوده مورد نظر باقی می ماند.
پمپ دنده بهداشتی
پمپ های دنده بهداشتی معمولاً در صنایع مواد غذایی ، نوشیدنی و دارویی مورد استفاده قرار می گیرند. این پمپ ها برای حفظ کیفیت محصول باید مایعات را با نیازهای خاص برشی کنترل کنند.پمپ دنده بهداشتیطرح ها بر روی به حداقل رساندن نیروهای برشی برای جلوگیری از آسیب به محصولات حساس مانند امولسیون ، تعلیق و مایعات بیولوژیکی متمرکز شده اند.
به عنوان مثال ، در صنایع غذایی ، نرخ برشی بالا می تواند ساختار امولسیون را تجزیه کند و منجر به جدایی فاز شود. با استفاده از پمپ دنده بهداشتی با طرحی که باعث کاهش میزان برشی می شود ، می توان یکپارچگی محصول را حفظ کرد و از کیفیت و طعم مداوم اطمینان حاصل کرد.
پمپ دنده ویسکوزیته بالا
هنگام برخورد با مایعات ویسکوزیته زیاد ،پمپ دنده ویسکوزیته بالابه طور خاص برای رسیدگی به چالش های مرتبط با این مایعات طراحی شده اند. مایعات ویسکوزیته بالا به طور معمول به میزان برشی بالاتر نیاز دارند تا به طور مؤثر پمپ شوند. با این حال ، برشی بیش از حد همچنین می تواند مشکلاتی مانند گرمای بیش از حد و تخریب مایعات ایجاد کند.
پمپ های دنده ویسکوزیته بالا برای تعادل نیاز به برشی کافی برای حرکت مایعات با جلوگیری از مسائل مربوط به برشی بیش از حد ، مهندسی شده اند. آنها غالباً دارای اندازه دنده های بزرگتر و سرعت عملیاتی آهسته تر برای کاهش میزان برشی در حالی که هنوز هم سرعت جریان قابل قبول را حفظ می کنند.
پایان
ما به عنوان یک تأمین کننده پمپ دنده ، ما نقش مهمی را که میزان برشی در عملکرد محصولات خود ایفا می کند ، تشخیص می دهیم. با درک چگونگی تأثیر برشی بر ویسکوزیته مایع ، کاویتاسیون و سایش و پارگی ، می توانیم مناسب ترین راه حل های پمپ دنده را برای کاربردهای خاص خود به مشتریان خود ارائه دهیم.
این که آیا این یک پمپ دنده پشت سر هم برای سیستم های هیدرولیک فشار بالا ، یک پمپ دنده بهداشتی برای کنترل حساس به محصول یا یک پمپ دنده ویسکوزیته بالا برای مایعات ضخیم است ، ما متعهد به تهیه پمپ هایی هستیم که برای نیازهای برشی مایعات پمپ شده بهینه شده اند.
اگر برای درخواست خود به پمپ دنده نیاز دارید و می خواهید در مورد چگونگی تأثیر نرخ برشی بر سیستم شما تأثیر بگذارد ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای مشاوره دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا به شما در انتخاب پمپ دنده مناسب و اطمینان از عملکرد بهینه آن کمک کنند.
منابع
- Darby ، R. (2001). ویسکوزیته و اندازه گیری جریان: یک دفترچه آزمایشگاهی از روشهای رئولوژیکی. Elsevier
- Karassik ، IJ ، Messina ، JP ، Cooper ، PT ، & Heald ، CC (2008). کتابچه راهنمای پمپ. مک گرا - هیل.
- Skelland ، AHP (1967). انتقال و انتقال گرما غیر نیوتنی. ویلی