Что следует учесть при выборе насоса для работы с пеной?
Под «пеной» понимается насыщенный воздухом шлам, который может образовываться естественным образом или создаваться специально; поэтому следует выбирать специально разработанные шламовые насосы. Естественное образование пены зачастую вызвано включением воздуха при перемешивании или неправильным обращением с потоком шлама. Пена также создается намеренно с целью отделения минералов, флотации продукта из отходов или наоборот. Это достигается аэрацией шлама путем введения воздуха при перемешивании.
При увеличении объема воздуха в пене снижается напор, расход и эффективность, и зачастую это происходит внезапно. Это явление называют «воздушная пробка» или прекращением подачи жидкости насосом вследствие попадания воздуха. Требуемый кавитационный запас повышается по мере увеличения содержания воздуха, а при определенном критическом уровне подача прекращается и насос перестает выполнять перекачивание. Изменение эффективности в связи с наличием воздуха или газа можно установить, основываясь на различных факторах, например, геометрии насоса, быстроходности и давлении на всасывании.
Наиболее распространенный подход в такой ситуации — это увеличение размера насоса на основе «кратности пены» согласно стандарту ANSI/HI 12.1-12.6 «Динамические центробежные шламовые насосы». Кратность пены — это значение, при умножении на которое можно получить повышенную расчетную производительность процесса, чтобы насос имел возможность пропускать увеличенный объем, вызванный наличием газа в пене, и справляться с воздушными пробками. Вычисление объема с учетом кратности пены, как правило, указывает на то, что насос должен быть минимум на один размер больше того, который выбрали бы при нормальных обстоятельствах.
Увеличение размера насоса позволяет ему обрабатывать многофазные смеси, содержащие воздух или газ, поскольку:
- больший диаметр входного отверстия обеспечивает большее физическое пространство для пропускания скопившегося воздуха без помех для прохождения потока жидкости в насос;
- при увеличенном диаметре приемного отверстия рабочего колеса требуется всасывающая труба большего диаметра. Это приводит к уменьшению скорости на всасывающей линии, что снижает потери и увеличивает имеющийся кавитационный запас системы;
- приемное отверстие рабочего колеса большего диаметра работает со сниженной скоростью вращения, что приводит к снижению требуемого кавитационного запаса насоса.
Более подробная информация о пене и шламе, а также балансировке рабочего колеса представлена в стандарте ANSI/HI 12.1-12.6. «Динамические центробежные шламовые насосы»
