Come le pompe volumetriche gestiscono la viscosità

Essendo una tecnologia volumetrica per la gestione dei fluidi, le pompe volumetriche rotative a due e tre viti creano flusso e sono insensibili alle variazioni di pressione del sistema. Forniscono un volume di liquido quasi costante in un intervallo di pressioni di scarico. Questo è il motivo per cui le pompe a due e tre viti sono spesso la tecnologia di pompaggio preferita per le applicazioni impegnative di idrocarburi in cui le richieste di portata o pressione cambiano frequentemente, o anche occasionalmente, in un dato giorno.

Nella progettazione di una pompa volumetrica per questa applicazione, uno dei dati più importanti, ma comunemente trascurati, da parte degli utenti sono le caratteristiche dettagliate del fluido di processo. Se le proprietà specifiche del fluido sono proprietarie, variabili o semplicemente non note, queste informazioni devono essere determinate e trasmesse al produttore per garantire la fornitura di una pompa che funzionerà come desiderato nell'applicazione specifica.

La viscosità di un fluido è un elemento chiave nel dimensionamento e nello sviluppo di qualsiasi pompa e gli effetti della viscosità su una pompa volumetrica sono molto diversi da quelli su una pompa centrifuga. Più un fluido è viscoso, maggiore sarà la portata per una pompa volumetrica a pressione e velocità di ingresso costanti: un vantaggio quando si maneggiano idrocarburi liquidi pesanti.

Affinché un utente possa assicurarsi di ricevere una pompa che funzionerà come desiderato nella sua applicazione, i dettagli specifici sulla viscosità sono fondamentali. Se un utente non è sicuro dell'intervallo di viscosità del proprio fluido, si consiglia di inviare un campione di fluido a un laboratorio qualificato per la valutazione. Uno dei metodi ampiamente accettati utilizzati per determinare la viscosità di un fluido è ASTM D445: Metodo di prova standard per la viscosità cinematica di liquidi trasparenti e opachi. Viene misurato il tempo impiegato da un volume di fluido per fluire attraverso un viscosimetro calibrato a una pressione e temperatura note. Dopo aver registrato due volte a due temperature diverse, è possibile calcolare la viscosità cinematica del fluido. Con la viscosità cinematica nota a due temperature, ASTM D341: Pratica standard per grafici viscosità-temperatura per prodotti petroliferi liquidi può essere utilizzata per sviluppare un grafico della viscosità cinematica in un intervallo. Utilizzando questo grafico è possibile determinare la viscosità di un fluido a qualsiasi temperatura compresa nell'intervallo associato.

In questo processo, dovrebbero essere prese in considerazione anche le condizioni fuori progettazione come l'avvio, nonché i cambiamenti stagionali per le applicazioni che sono influenzate dalle temperature esterne. Per questi e altri motivi, è accettabile fornire una gamma di viscosità che rappresenti il ​​fluido in condizioni variabili in modo che il produttore possa stabilire limitazioni operative ove richiesto.

A volte i dati vengono forniti al produttore durante la fase di preventivo, ma sono errati o incompleti. Ciò può avere un impatto notevole sulla pompa, sul sistema o su entrambi. Una pompa volumetrica progettata o selezionata per un fluido in cui la viscosità è inferiore a quella prevista produrrà un flusso inferiore a quello previsto. Un flusso basso può portare a una riduzione della produzione in un oleodotto, che si traduce in una minore produttività giornaliera e, in definitiva, in una perdita finanziaria. In un sistema di lubrificazione, le conseguenze di un flusso inferiore al previsto possono portare alla carenza di olio nei cuscinetti.

D'altro canto, anche una pompa selezionata per un fluido la cui viscosità è superiore a quella prevista potrebbe avere impatti negativi su un sistema. Il flusso maggiore prodotto dalla disparità di viscosità trarrà più potenza da un motore elettrico e potrebbe potenzialmente far scattare il circuito di protezione del motore. In un sistema di olio lubrificante, il flusso in eccesso che viene scaricato in un serbatoio di contenimento può aerare l'olio e aumentarne la temperatura operativa. In casi estremi, la pompa potrebbe non funzionare correttamente a causa di una pressione di aspirazione inadeguata per riempire gli elementi pompanti dell'estremità di aspirazione. Ciò può portare a cavitazione e vibrazioni eccessive.

Ora che il produttore ha le informazioni corrette per selezionare o progettare una pompa, potrebbero sorgere ulteriori domande da parte dell'utente in merito alla garanzia che questa pompa funzionerà una volta installata nel proprio sistema. Non esistono due pompe identiche a causa delle differenze nel processo di produzione, quindi come può un produttore garantire che una pompa funzionerà nell'applicazione specifica di un utente?