อัตราการเฉือนมีผลต่อประสิทธิภาพของปั๊มเกียร์อย่างไร
อัตราการเฉือนมีบทบาทสำคัญในการทำงานของปั๊มเกียร์ความจริงที่ว่ามีความสำคัญสูงสุดสำหรับเราในฐานะซัพพลายเออร์ปั๊มเกียร์ การทำความเข้าใจว่าอัตราการเฉือนมีผลต่อประสิทธิภาพของปั๊มเกียร์สามารถช่วยให้เราจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการที่ดีขึ้นให้กับลูกค้าของเราได้อย่างไร ในโพสต์บล็อกนี้เราจะเจาะลึกความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการเฉือนและประสิทธิภาพของปั๊มเกียร์สำรวจแง่มุมต่าง ๆ และความหมาย
อัตราการเฉือนคืออะไร?
ก่อนที่เราจะพูดถึงผลกระทบต่อปั๊มเกียร์ก่อนอื่นมาทำความเข้าใจว่าอัตราการเฉือนคืออะไร อัตราการเฉือนเป็นการวัดอัตราที่ของเหลวผิดรูปหรือเฉือนเมื่อไหล มันถูกกำหนดเป็นการเปลี่ยนแปลงความเร็วต่อระยะทางหน่วยตั้งฉากกับทิศทางของการไหล ในแง่ที่ง่ายกว่ามันแสดงถึงความแตกต่างของการเคลื่อนที่ของของเหลวที่แตกต่างกันอย่างรวดเร็ว ในทางคณิตศาสตร์อัตราแรงเฉือน (γ) แสดงเป็นอัตราส่วนของการไล่ระดับความเร็ว (DV/DY) ต่อระยะห่างระหว่างชั้นของของเหลว
อัตราการเฉือนมีผลต่อประสิทธิภาพของปั๊มเกียร์อย่างไร
การเปลี่ยนแปลงความหนืด
หนึ่งในวิธีหลักอัตราการเฉือนส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของปั๊มเกียร์คือการมีอิทธิพลต่อความหนืดของของเหลว ของเหลวจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งของเหลวที่ไม่ใช่นิวตันแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงของความหนืดด้วยอัตราแรงเฉือนที่แตกต่างกัน ของเหลวที่ไม่ใช่ - นิวตันสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ เช่นแรงเฉือน - การทำให้ผอมบาง, แรงเฉือน - หนาและของเหลว viscoelastic
แรงเฉือน - ของเหลวผอมบางซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาในการใช้งานอุตสาหกรรมลดลงของความหนืดเมื่ออัตราการเฉือนเพิ่มขึ้น เมื่อปั๊มเกียร์ทำงานมันจะทำให้ของเหลวมีแรงเฉือนเมื่อเกียร์หมุนและแทนที่ของเหลว ในกรณีของของเหลวในการเฉือน - เมื่ออัตราการเฉือนภายในปั๊มเพิ่มขึ้นของเหลวจะมีความหนืดน้อยลง สิ่งนี้สามารถมีทั้งผลบวกและเชิงลบ ในด้านบวกความหนืดที่ต่ำกว่าหมายถึงความต้านทานต่อการไหลน้อยลงซึ่งอาจส่งผลให้อัตราการไหลที่สูงขึ้นและการใช้พลังงานลดลง อย่างไรก็ตามหากความหนืดลดลงมากเกินไปอาจนำไปสู่ปัญหาต่าง ๆ เช่นการรั่วไหลระหว่างฟันเกียร์และตัวเรือนปั๊มลดประสิทธิภาพปริมาตรของปั๊ม
ในทางกลับกันของเหลวแรงเฉือนเพิ่มขึ้นในความหนืดเมื่ออัตราการเฉือนเพิ่มขึ้น ในแรงเฉือนในการจัดการปั๊มเกียร์ - ของเหลวหนาความหนืดที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดความต้องการพลังงานที่สูงขึ้นในการขับเคลื่อนปั๊มเนื่องจากจำเป็นต้องใช้แรงมากขึ้นในการเคลื่อนย้ายของเหลวที่มีความหนืดมากขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถนำไปสู่การสึกหรอที่เพิ่มขึ้นบนส่วนประกอบของปั๊มเนื่องจากแรงเสียดทานที่สูงขึ้น
การเก็บถ้ำ
อัตราการเฉือนยังสามารถนำไปสู่การเกิดโพรงอากาศในปั๊มเกียร์ Cavitation เกิดขึ้นเมื่อความดันในของเหลวลดลงต่ำกว่าความดันไอทำให้เกิดการก่อตัวของฟองไอ ฟองเหล่านี้จะพังทลายลงเมื่อพวกเขาย้ายไปยังภูมิภาคที่มีแรงดันสูงขึ้นทำให้เกิดคลื่นช็อกที่สามารถทำลายส่วนประกอบของปั๊มได้
อัตราการเฉือนสูงสามารถนำไปสู่แรงดันในท้องถิ่นลดลงในของเหลว เมื่อเกียร์ในปั๊มหมุนพวกเขาจะสร้างพื้นที่ที่มีความดันสูงและต่ำ หากอัตราการเฉือนสูงเกินไปความดันในบางภูมิภาคอาจลดลงอย่างมีนัยสำคัญเพิ่มโอกาสในการเกิดโพรงอากาศ Cavitation ไม่เพียง แต่ลดประสิทธิภาพของปั๊มโดยทำให้สูญเสียการไหลและประสิทธิภาพ แต่ยังนำไปสู่การกัดเซาะและหลุมพื้นผิวเกียร์และส่วนประกอบภายในอื่น ๆ
สึกหรอ
แรงเฉือนที่เกี่ยวข้องกับอัตราการเฉือนที่แตกต่างกันอาจทำให้การสึกหรอของส่วนประกอบปั๊มเกียร์ อัตราการเฉือนที่สูงขึ้นหมายถึงแรงเสียดทานที่มากขึ้นระหว่างของเหลวและพื้นผิวปั๊ม สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การเร่งการสึกหรอของฟันเกียร์แบริ่งและซีล
ตัวอย่างเช่นในปั๊มเกียร์ที่จัดการกับของเหลวที่มีแรงเฉือนสูงการถูของเหลวกับฟันเกียร์อาจทำให้วัสดุค่อยๆกัดเซาะ เมื่อเวลาผ่านไปสิ่งนี้สามารถเปลี่ยนรูปร่างและขนาดของเกียร์ซึ่งมีผลต่อประสิทธิภาพของปั๊ม การสึกหรอบนตลับลูกปืนยังสามารถนำไปสู่การเยื้องศูนย์ของเกียร์ที่ไม่ถูกต้องลดประสิทธิภาพของปั๊มและเพิ่มความเสี่ยงของความล้มเหลว
แอปพลิเคชันและข้อควรพิจารณาตามอัตราแรงเฉือน
ปั๊มเกียร์ควบคู่
ในการใช้งานที่จำเป็นต้องมีการควบคุมการไหลที่แม่นยำและการส่งมอบแรงดันสูงจะต้องใช้ปั๊มเกียร์แบบตีคู่มักเป็นตัวเลือกยอดนิยมปั๊มเกียร์ควบคู่ระบบสามารถออกแบบมาเพื่อจัดการอัตราแรงเฉือนที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน
ตัวอย่างเช่นในระบบไฮดรอลิกที่ของเหลวเป็นน้ำมันหล่อลื่นที่ทำให้ผอมบาง, ปั๊มเกียร์แบบตีคู่สามารถปรับให้เหมาะสมในการทำงานในอัตราแรงเฉือนที่รักษาความหนืดที่เหมาะสมสำหรับการหล่อลื่นที่มีประสิทธิภาพและการส่งผ่านพลังงาน ด้วยการเลือกการออกแบบเกียร์และความเร็วในการทำงานอย่างระมัดระวังอัตราการเฉือนสามารถควบคุมได้เพื่อให้แน่ใจว่าความหนืดของของเหลวยังคงอยู่ในช่วงที่ต้องการ
ปั๊มเกียร์สุขาภิบาล
ปั๊มเกียร์สุขาภิบาลมักใช้ในอุตสาหกรรมอาหารเครื่องดื่มและอุตสาหกรรมยา ปั๊มเหล่านี้จำเป็นต้องจัดการกับของเหลวที่มีความต้องการอัตราแรงเฉือนเฉพาะเพื่อรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ปั๊มเกียร์สุขาภิบาลการออกแบบมุ่งเน้นไปที่การลดแรงเฉือนเพื่อป้องกันความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดอ่อนเช่นอิมัลชันสารแขวนลอยและของเหลวชีวภาพ
ยกตัวอย่างเช่นในอุตสาหกรรมอาหารอัตราการเฉือนสูงสามารถทำลายโครงสร้างของอิมัลชันซึ่งนำไปสู่การแยกเฟส ด้วยการใช้ปั๊มเกียร์สุขาภิบาลที่มีการออกแบบที่ลดอัตราการเฉือนความสมบูรณ์ของผลิตภัณฑ์สามารถรักษาได้มั่นใจได้ว่าคุณภาพและรสชาติที่สอดคล้องกัน
ปั๊มเกียร์ความหนืดสูง
เมื่อจัดการกับของเหลวความหนืดสูงปั๊มเกียร์ความหนืดสูงได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อจัดการกับความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับของเหลวเหล่านี้ โดยทั่วไปแล้วของเหลวความหนืดจะต้องใช้อัตราการเฉือนที่สูงขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามแรงเฉือนที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดปัญหาเช่นความร้อนสูงเกินไปและการเสื่อมสภาพของของเหลว
ปั๊มเกียร์ที่มีความหนืดสูงได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อความต้องการแรงเฉือนที่เพียงพอในการเคลื่อนย้ายของเหลวด้วยการป้องกันปัญหาที่เกี่ยวข้องกับแรงเฉือนมากเกินไป พวกเขามักจะมีขนาดเกียร์ที่ใหญ่ขึ้นและความเร็วในการทำงานที่ช้าลงเพื่อลดอัตราการเฉือนในขณะที่ยังคงรักษาอัตราการไหลที่ยอมรับได้
บทสรุป
ในฐานะซัพพลายเออร์ปั๊มเกียร์เราตระหนักถึงบทบาทที่สำคัญที่อัตราการเฉือนมีประสิทธิภาพในประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ของเรา โดยการทำความเข้าใจว่าอัตราการเฉือนมีผลต่อความหนืดของเหลวการเกิดโพรงและการสึกหรออย่างไรเราสามารถนำเสนอโซลูชั่นปั๊มเกียร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับลูกค้าของเราสำหรับแอพพลิเคชั่นเฉพาะของพวกเขา
ไม่ว่าจะเป็นปั๊มเกียร์แบบตีคู่สำหรับระบบไฮดรอลิกแรงดันสูงปั๊มเกียร์สุขาภิบาลสำหรับการจัดการผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดอ่อนหรือปั๊มเกียร์ความหนืดสูงสำหรับของเหลวหนาเรามุ่งมั่นที่จะให้ปั๊มที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับความต้องการอัตราแรงเฉือนของของเหลวที่ถูกสูบ
หากคุณต้องการปั๊มเกียร์สำหรับแอปพลิเคชันของคุณและต้องการหารือว่าอัตราการเฉือนอาจส่งผลกระทบต่อระบบของคุณอย่างไรเราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาอย่างละเอียด ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราพร้อมที่จะช่วยคุณเลือกปั๊มเกียร์ที่เหมาะสมและให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพที่ดีที่สุด
การอ้างอิง
- Darby, R. (2001) ความหนืดและการวัดการไหล: คู่มือห้องปฏิบัติการของวิธีการไหล Elsevier
- Karassik, IJ, Messina, JP, Cooper, PT, & Heald, CC (2008) คู่มือปั๊ม McGraw - Hill
- Skelland, AHP (1967) การไหลและการถ่ายเทความร้อนของนิวตัน ไวลีย์