Phạm vi độ nhớt mà máy bơm trục vít đơn nên sử dụng để xử lý bùn so với chất lỏng loãng như dầu?

Sự khác biệt về độ nhớt cốt lõi giữa bùn và chất lỏng loãng như dầu là gì?​

Độ nhớt của chất lỏng quyết định trực tiếp phạm vi hoạt động cần thiết của bơm trục vít đơn. Bùn—thường là hỗn hợp dày, không đồng nhất (ví dụ: bùn thải, bùn công nghiệp)—có độ nhớt cao, dao động từ 1.000 cP (rết) đến hơn 1.000.000 cP. Tính nhất quán dày của nó thường bao gồm các chất rắn lơ lửng (ví dụ: hạt, sợi) và khả năng chảy kém, nghĩa là máy bơm phải tạo ra đủ áp suất để đẩy chất lỏng qua đường ống. Ngược lại, chất lỏng loãng như dầu (ví dụ dầu khoáng, dầu bôi trơn, dầu nhiên liệu) có độ nhớt thấp, thường nằm trong khoảng từ 1 cP đến 100 cP. Những chất lỏng này chảy dễ dàng, có lực cản tối thiểu nhưng yêu cầu máy bơm ngăn chặn rò rỉ và duy trì tốc độ dòng chảy ổn định mà không bị nhiễu loạn quá mức. Những khác biệt rõ rệt về độ nhớt này có nghĩa là bơm trục vít đơn phải bao gồm hai phạm vi độ nhớt riêng biệt, không chồng chéo để xử lý hiệu quả cả hai loại chất lỏng.​

Phạm vi độ nhớt nào là lý tưởng cho máy bơm trục vít đơn xử lý bùn?​

Đối với bùn, bơm trục vít đơn cần phạm vi độ nhớt phù hợp với độ dày cao và hàm lượng chất rắn, thường là 500 cP đến 1.500.000 cP. Phạm vi rộng này giải thích cho sự thay đổi trong thành phần bùn: ví dụ, bùn thải sơ cấp (có hàm lượng nước cao hơn) có thể có độ nhớt 1.000–10.000 cP, trong khi bùn đã tách nước (có độ ẩm thấp) có thể vượt quá 100.000 cP. Thiết kế của máy bơm phải hỗ trợ phạm vi này bằng cách tạo ra áp suất hút cao để khắc phục khả năng cản dòng chảy của bùn và ngăn ngừa tắc nghẽn. Điều quan trọng cần cân nhắc là độ nhớt của bùn thường tăng khi nhiệt độ giảm (ví dụ: môi trường công nghiệp lạnh), do đó, phạm vi độ nhớt định mức của máy bơm phải bao gồm bộ đệm cho những dao động như vậy—ví dụ: máy bơm có công suất lên tới 1.000.000 cP có thể xử lý bùn đặc đến 800.000 cP trong điều kiện lạnh mà không bị chết máy. Ngoài ra, phạm vi phải tính đến chất rắn lơ lửng (lên tới 30% thể tích trong một số loại bùn), vì chất rắn có thể gián tiếp làm tăng độ nhớt hiệu quả bằng cách cản trở chuyển động của chất lỏng.​

Phạm vi độ nhớt nào phù hợp với máy bơm trục vít đơn cho chất lỏng loãng như dầu?​

Chất lỏng loãng như dầu yêu cầu bơm trục vít đơn với phạm vi độ nhớt thấp hơn nhiều, thường từ 0,5 cP đến 200 cP. Phạm vi này phù hợp với đặc tính dòng chảy của các loại dầu mỏng thông thường: dầu khoáng nhẹ có thể có độ nhớt 5–20 cP ở nhiệt độ phòng, trong khi dầu bôi trơn nặng hơn có thể đạt tới 100–200 cP. Trọng tâm của máy bơm ở đây không phải là áp suất cao (như với bùn) mà là độ chính xác và ngăn ngừa rò rỉ. Phạm vi độ nhớt quá rộng (ví dụ: bao gồm các giá trị trên 200 cP) có thể dẫn đến hoạt động kém hiệu quả—ví dụ: máy bơm được thiết kế cho độ nhớt cao có thể tạo ra lực cắt quá mức đối với dầu mỏng, gây tạo bọt hoặc suy thoái. Ngược lại, phạm vi quá hẹp (ví dụ: chỉ 1–50 cP) có thể không xử lý được các loại dầu đặc hơn một chút (ví dụ: dầu thủy lực 80 cP) ở nhiệt độ lạnh, nơi độ nhớt tăng tạm thời. Phạm vi lý tưởng cũng phải tính đến sự thay đổi độ nhớt do nhiệt độ gây ra: ví dụ: độ nhớt của dầu có thể giảm 50% khi được làm nóng từ 20°C đến 40°C, do đó máy bơm phải duy trì dòng chảy ổn định trong phạm vi động này.​

Phạm vi độ nhớt ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế của máy bơm trục vít đơn dành cho bùn và dầu loãng?​

Phạm vi độ nhớt yêu cầu định hình các yếu tố thiết kế quan trọng của bơm trục vít đơn cho từng loại chất lỏng. Đối với bùn (dải độ nhớt cao), máy bơm cần có khe hở rôto-stator lớn (để tránh tắc nghẽn bởi chất rắn) và hệ thống truyền động mạnh mẽ (ví dụ: động cơ mô-men xoắn cao) để tạo ra lực cần thiết để di chuyển chất lỏng dày. Vật liệu stator (ví dụ: cao su nitrile, polyurethane) phải có khả năng chống mài mòn để chịu được các hạt bùn mài mòn, đồng thời đường dẫn dòng chảy của máy bơm được thiết kế rộng và êm để giảm thiểu sụt áp. Đối với các loại dầu mỏng (dải độ nhớt thấp), máy bơm cần có khe hở rôto-stato chặt chẽ (để tránh rò rỉ bên trong, điều này sẽ làm giảm tốc độ dòng chảy) và thiết kế lực cắt thấp để tránh làm hỏng các đặc tính hóa học của dầu. Vật liệu stato có thể mềm hơn (ví dụ: cao su EPDM) để đảm bảo bịt kín và các cổng vào/ra của máy bơm có kích thước để duy trì dòng chảy tầng—sự nhiễu loạn trong các loại dầu mỏng có thể gây ra bọt khí (bọt khí) làm hỏng máy bơm và giảm hiệu suất. Nói tóm lại, phạm vi độ nhớt quyết định xem máy bơm ưu tiên “sức đẩy” (bùn) hay “độ chính xác bịt kín” (dầu loãng).​

Làm cách nào để xác minh rằng phạm vi độ nhớt của máy bơm trục vít đơn phù hợp với đặc tính bùn?​

Để đảm bảo phạm vi độ nhớt của máy bơm trục vít đơn phù hợp với bùn, hãy bắt đầu bằng cách đo độ nhớt thực tế của bùn bằng cách sử dụng máy đo độ nhớt—kiểm tra ở cả nhiệt độ vận hành và các mức cực lạnh/nóng có thể xảy ra (ví dụ: mùa đông so với mùa hè ở các cơ sở ngoài trời). Độ nhớt tối đa định mức của máy bơm phải cao hơn ít nhất 20–30% so với độ nhớt đo được cao nhất của bùn để giải thích cho hiện tượng cô đặc không mong muốn (ví dụ: do hàm lượng chất rắn tăng lên). Tiếp theo, hãy kiểm tra thông số kỹ thuật “khả năng xử lý chất rắn” của máy bơm: ngay cả khi phạm vi độ nhớt phù hợp, máy bơm chỉ có thể xử lý 10% chất rắn sẽ không hoạt động với bùn chứa 25% chất rắn (làm tăng độ nhớt hiệu quả). Ngoài ra, hãy kiểm tra máy bơm bằng một mẫu bùn thực tế (không chỉ là tiêu chuẩn về độ nhớt) để quan sát độ ổn định của dòng chảy—các dấu hiệu như dòng chảy dao động hoặc tiếng ồn tăng lên cho thấy phạm vi độ nhớt không đủ. Ví dụ: nếu bùn có độ nhớt 50.000 cP khiến máy bơm ngừng hoạt động thì mức độ nhớt tối đa của máy bơm (ví dụ: 30.000 cP) là quá thấp và cần được nâng cấp.​

Kiểm tra gì để đảm bảo phạm vi độ nhớt của máy bơm trục vít đơn hoạt động đối với dầu mỏng?​

Đối với các loại dầu loãng, việc xác minh phạm vi độ nhớt của máy bơm bao gồm việc kiểm tra độ ổn định của tốc độ dòng chảy và độ kín rò rỉ. Đầu tiên, đo độ nhớt của dầu ở nhiệt độ vận hành của máy bơm (ví dụ: 40°C đối với dầu động cơ) và xác nhận nó nằm trong phạm vi độ nhớt thấp định mức của máy bơm (ví dụ: 5–150 cP). Sau đó, chạy máy bơm ở tốc độ dòng mong muốn và kiểm tra xem có rò rỉ ở bề mặt tiếp xúc rôto-stato hay không—ngay cả những rò rỉ nhỏ (ví dụ: giọt dầu mỗi phút) cho thấy khe hở quá lớn đối với độ nhớt thấp của dầu, làm giảm hiệu suất. Tiếp theo, theo dõi hiện tượng xâm thực: nếu máy bơm phát ra tiếng ồn cao hoặc tốc độ dòng chảy dao động, phạm vi độ nhớt có thể không khớp (ví dụ: máy bơm được thiết kế để có độ nhớt cao hơn và tạo ra lực hút quá mức, kéo không khí vào dầu). Cuối cùng, kiểm tra độ thoái hóa của dầu sau khi bơm (ví dụ: thay đổi màu sắc, độ nhớt) —máy bơm có lực cắt quá cao so với độ nhớt của dầu sẽ phá vỡ các phân tử của dầu, làm giảm hiệu suất của dầu (ví dụ: khả năng bôi trơn).​

Nhiệt độ ảnh hưởng như thế nào đến yêu cầu về phạm vi độ nhớt cho cả hai chất lỏng?​

Nhiệt độ là một biến số quan trọng làm thay đổi độ nhớt của chất lỏng, đòi hỏi phạm vi bơm trục vít đơn phải có khả năng thích ứng. Đối với bùn, nhiệt độ thấp hơn sẽ làm tăng độ nhớt - ví dụ, bùn có độ nhớt 10.000 cP ở 25°C có thể đặc lại đến 50.000 cP ở 5°C. Do đó, phạm vi độ nhớt của máy bơm phải bao gồm độ nhớt ở nhiệt độ lạnh của bùn, nếu không hệ thống có thể cần bộ gia nhiệt trước để giữ bùn trong phạm vi định mức của máy bơm. Đối với dầu loãng, nhiệt độ cao hơn sẽ làm giảm độ nhớt—ví dụ: dầu động cơ có độ nhớt 80 cP ở 20°C có thể giảm xuống 20 cP ở 80°C. Trong khi độ nhớt thấp hơn giúp cải thiện dòng chảy, nó lại làm tăng nguy cơ rò rỉ; phạm vi độ nhớt của máy bơm phải bao gồm cả giá trị độ nhớt lạnh (cao hơn) và nóng (thấp hơn) của dầu để duy trì tính toàn vẹn của phốt. Ví dụ: một máy bơm có định mức 5–150 cP có thể xử lý dầu động cơ nằm trong khoảng từ 60 cP (khởi động nguội) đến 15 cP (nhiệt độ vận hành) mà không gặp vấn đề gì. Bỏ qua ảnh hưởng của nhiệt độ có thể dẫn đến hỏng máy bơm—ví dụ: máy bơm bùn được định mức 100.000 cP có thể ngừng hoạt động trong thời tiết lạnh, trong khi máy bơm dầu có thể rò rỉ quá mức khi dầu nóng và loãng.​

Điều gì xảy ra nếu phạm vi độ nhớt của máy bơm trục vít đơn không khớp với chất lỏng?​

Phạm vi độ nhớt không khớp dẫn đến các vấn đề về hiệu suất và làm hỏng bơm sớm đối với cả hai chất lỏng. Đối với bùn, máy bơm có phạm vi độ nhớt quá thấp (ví dụ: tối đa 50.000 cP đối với bùn ở mức 100.000 cP) sẽ bị quá tải động cơ (vì nó phải vật lộn để di chuyển chất lỏng dày), hao mòn stato (do ma sát quá mức) và tắc nghẽn (chất rắn bị kẹt trong khe hở rôto-stator). Trong trường hợp nghiêm trọng, rôto có thể bị kẹt, cần phải sửa chữa tốn kém. Đối với dầu loãng, máy bơm có phạm vi độ nhớt quá cao (ví dụ: tối thiểu 50 cP đối với dầu ở mức 10 cP) sẽ bị rò rỉ bên trong (dầu trượt qua vòng đệm rôto-stator), tốc độ dòng chảy giảm (ít dầu đến đầu ra) và tạo bọt (bong bóng khí hình thành ở đầu vào áp suất thấp). Theo thời gian, hiện tượng xâm thực sẽ ăn mòn các bộ phận bên trong máy bơm (ví dụ: rôto, stato), đồng thời rò rỉ sẽ gây lãng phí chất lỏng và tăng chi phí vận hành. Ngay cả một phạm vi hơi không khớp—ví dụ: một máy bơm dùng dầu 10–200 cP được sử dụng cho dầu nhiên liệu 5 cP—sẽ làm giảm hiệu suất từ ​​10–20%, gây ra tổn thất đáng kể sau nhiều tháng hoạt động.​