Centrifugaalpompen versus verdringerpompen: een complete gids voor typen, prestaties, selectie en meer

Pompen zijn de werkpaarden van talloze industriële operaties, maar het selecteren van het juiste type kan een uitdaging zijn. De keuze tussen centrifugaal- en verdringerpompen heeft een aanzienlijke impact op de prestaties. Deze twee pomptypen verschillen enorm in hun werking, mogelijkheden en toepassingen.

Dit artikel zal de complexiteit van elk onderzoeken, hun mechanismen, prestatiekenmerken en typische toepassingen analyseren en richtlijnen bieden voor optimale pompselectie. Het zal belangrijke aspecten behandelen zoals werkingsprincipes, stroomsnelheden, viscositeitsbehandeling en onderhoudsoverwegingen om professionals in het veld te helpen weloverwogen beslissingen te nemen.

Wat is een centrifugaalpomp?

Een centrifugaalpomp is een type rotodynamische pomp die een roterende waaier gebruikt om kinetische energie aan de vloeistof te geven, waardoor de snelheid en druk toenemen. Deze kinetische energie wordt vervolgens omgezet in drukenergie wanneer de vloeistof de pomp verlaat.

Centrifugale pompen worden gekenmerkt door hun vermogen om grote volumes vloeistof te verplaatsen bij relatief lage druk, waardoor ze geschikt zijn voor een breed scala aan toepassingen met betrekking tot vloeistoffen met een lage viscositeit. Ze worden veel gebruikt in verschillende industrieën, huishoudelijke omgevingen en landbouw vanwege hun eenvoudige ontwerp, gebruiksgemak en kosteneffectiviteit.

Werkingsprincipes van centrifugaalpompen

Centrifugaalpompen werken op het principe van het omzetten van mechanische energie van een motor in kinetische energie in de vloeistof. Het proces begint wanneer de elektromotor de pompas draait, die verbonden is met de waaier. De waaier, uitgerust met een reeks bladen of schoepen, draait met hoge snelheid, meestal variërend van 500 tot 5000 tpm. Deze rotatie creëert een centrifugaalkracht die vloeistof naar het midden van de pomp trekt, nabij het oog van de waaier. Terwijl de vloeistof door de waaier beweegt, wint deze aan snelheid en wordt naar buiten geduwd richting de buitenste randen van de behuizing.

De pompbehuizing is ontworpen om de vloeistof die door de waaier wordt afgevoerd te verzamelen en naar de pompuitlaat te leiden. De vorm van de behuizing zet de kinetische energie van de vloeistof om in drukenergie, waardoor de vloeistof door de afvoerleiding kan worden geduwd. De sleutel hier is dat de pomp stroming produceert door druk te creëren.

Wat is een verdringerpomp?

Een positieve verplaatsingspomp is een type pomp dat vloeistof verplaatst door een vaste hoeveelheid vloeistof in een holte op te vangen en dat volume vervolgens in de afvoerleiding te forceren of te verplaatsen. In tegenstelling tot centrifugaalpompen, die kinetische energie aan de vloeistof doorgeven, creëren positieve verplaatsingspompen een consistente stroming door herhaaldelijk vaste volumes vloeistof in te sluiten en over te brengen.

Dankzij dit mechanisme kunnen verdringerpompen viskeuze vloeistoffen verwerken en hoge drukken genereren. Hierdoor zijn ze ideaal voor toepassingen waarbij nauwkeurige dosering, hoge druk en de verwerking van lastige vloeistoffen vereist zijn.

Werkingsprincipes van positieve verdringerpompen

Positieve verplaatsingspompen werken door mechanisch een vast volume vloeistof op te vangen en het van de zuigzijde naar de perszijde van de pomp te verplaatsen. Deze pompen gebruiken een uitzettende holte aan de zuigzijde en een afnemende holte aan de perszijde. Naarmate de holte aan de zuigzijde uitzet, wordt vloeistof in de pomp gezogen. Naarmate de holte instort, wordt de vloeistof via de persleiding naar buiten geperst. Dit proces creëert een consistente stroming, evenredig met de werkingssnelheid, ongeacht de druk. Positieve verplaatsingspompen worden gecategoriseerd in twee hoofdtypen: heen en weer gaande en roterende.

• Zuiger-, plunjer- en membraanpompen maken gebruik van een heen-en-weergaande beweging om de pompwerking te creëren.
• Rotatiepompen, zoals tandwiel-, lobben-, schroef- en schoepenpompen, gebruiken roterende elementen om vloeistof te verplaatsen.

De druk die door deze pompen wordt gegenereerd, wordt bepaald door de weerstand van het systeem en ze kunnen hoge drukken bereiken zonder een significante daling van de stroomsnelheid. Het is belangrijk om op te merken dat een verdringerpomp door zal blijven stromen, zelfs tegen een gesloten afvoer, wat leidt tot een snelle toename van de druk, waardoor drukontlasting of veiligheidskleppen noodzakelijk zijn.

Vergelijking van centrifugaal- en verdringerpompen

Werkingsmechanisme

Centrifugaalpompen werken door een waaier te gebruiken om kinetische energie aan de vloeistof te geven, wat de snelheid en vervolgens de druk verhoogt, waardoor deze door de pomp wordt verplaatst. Ze vangen geen vaste volumes vloeistof op, maar creëren in plaats daarvan druk om de vloeistof te verplaatsen.

Positieve verplaatsingspompen daarentegen werken door een vast volume vloeistof in een kamer op te vangen en het met behulp van een mechanische actie in de afvoerleiding te forceren. Dit directe verplaatsingsmechanisme stelt hen in staat om een consistente stroomsnelheid te handhaven, ongeacht drukveranderingen.

Stroomsnelheidskenmerken

Centrifugaalpompen vertonen een variabele stroomsnelheid die verandert met de systeemdruk. Naarmate de druk toeneemt, neemt de stroomsnelheid af en vice versa.

Positieve verplaatsingspompen leveren een vrijwel constant debiet, ongeacht drukveranderingen. Het debiet is evenredig met de werksnelheid van de pomp, waardoor ze ideaal zijn voor toepassingen die een voorspelbare en consistente output nodig hebben.

Viscositeitsbehandeling

Centrifugaalpompen zijn het meest geschikt voor vloeistoffen met een lage viscositeit, zoals water, oplosmiddelen en lichte oliën. Hun prestaties nemen aanzienlijk af bij vloeistoffen met een hogere viscositeit vanwege toegenomen wrijvingsverliezen in de pomp. De stroomsnelheid neemt snel af naarmate de viscositeit toeneemt.

Positieve verplaatsingspompen zijn uitstekend geschikt voor het verwerken van vloeistoffen met een hoge viscositeit, zoals dikke oliën, siropen en slurries. De stroomsnelheid kan zelfs toenemen naarmate de viscositeit toeneemt. Ze zijn ontworpen met interne spelingen die dikke vloeistoffen kunnen accommoderen, wat zorgt voor een consistente stroom, ongeacht de viscositeit.

Zuigliftmogelijkheden

Standaard centrifugaalpompen zijn niet zelf aanzuigend en kunnen geen aanzuighoogte creëren. Dat wil zeggen dat ze geen vloeistof omhoog in de pomp kunnen zuigen.

Dankzij hun ontwerp kunnen verdringerpompen een vacuüm creëren aan de inlaatzijde, waardoor ze vloeistoffen van onder het pompniveau kunnen aanzuigen en zo een zuigkracht kunnen creëren.

Overwegingen bij het scheren

Centrifugaalpompen, met hun hogesnelheidswaaiers, kunnen afschuiving van vloeistoffen veroorzaken, wat een probleem kan zijn voor afschuivingsgevoelige materialen. De hogesnelheidsmotor kan de vloeistof afbreken terwijl deze door de pomp stroomt.

Positieve verplaatsingspompen produceren minder afschuiving, waardoor ze een betere keuze zijn voor vloeistoffen die gevoelig zijn voor mechanische stress of die kwetsbare vaste stoffen bevatten. Ze worden vaak gebruikt om voorzichtig afschuivingsgevoelige vloeistoffen en die kwetsbare vaste stoffen bevatten, te verwerken.

Onderhoudseisen

Centrifugaalpompen hebben over het algemeen minder onderhoud nodig vanwege hun eenvoudige ontwerp en minder bewegende onderdelen. Dit maakt ze geschikt voor continu gebruik. Problemen zoals cavitatie, slijtage van de waaier en lekkages van de afdichting kunnen echter aandacht vereisen.

Verdringerpompen hebben doorgaans complexere mechanismen met meerdere bewegende delen, wat leidt tot hogere onderhoudsvereisten.

Typische kostenverschillen

Centrifugaalpompen zijn doorgaans kosteneffectiever om aan te schaffen vanwege hun eenvoudigere ontwerp en brede beschikbaarheid. Ze hebben ook vaak lagere onderhoudskosten.

Positieve verplaatsingspompen hebben hogere initiële kosten, vooral voor gespecialiseerde typen, vanwege hun complexere ontwerpen. Ze hebben ook hogere onderhoudskosten vanwege de complexere interne componenten en meer slijtagegevoelige onderdelen. Ze kunnen echter energiezuiniger zijn bij het werken met vloeistoffen met een hoge viscositeit.

typische applicaties

Centrifugaalpompen worden vaak gebruikt voor toepassingen met vloeistoffen met een lage viscositeit en hoge stroomsnelheden. Deze omvatten watervoorziening en -circulatie, irrigatie, afvalwaterbehandeling, chemische verwerking, olie- en gasproductie, HVAC-systemen en energieopwekking. Ze worden ook gebruikt om grote hoeveelheden vloeistof over te brengen en te verwerken tijdens kook-, verpakkings- of reinigingsprocessen in de voedselverwerking.

Positieve verplaatsingspompen hebben de voorkeur voor toepassingen die nauwkeurige dosering, hoge druk en de verwerking van viskeuze of schuifgevoelige vloeistoffen vereisen. Typische toepassingen zijn onder meer het pompen van dikke oliën, het doseren van chemicaliën, het overbrengen van ingrediënten, siropen en eindproducten in de voedselverwerking, het verwerken van corrosieve, schurende en hoogviskeuze vloeistoffen in de chemische verwerking en nauwkeurige dosering in de farmaceutische industrie.

Hoe u de juiste pomp voor uw toepassing selecteert

Uw systeemvereisten definiëren

De eerste stap is om uw systeemvereisten duidelijk te definiëren. Dit omvat het begrijpen van de vloeistof die moet worden gepompt, de vereiste stroomsnelheid, de benodigde druk en eventuele specifieke operationele omstandigheden. Bepaal het volume vloeistof dat binnen een bepaald tijdsbestek moet worden verplaatst. De stroomsnelheid wordt doorgaans gemeten in gallons per minuut (GPM) of liters per minuut (LPM).

Beoordeel de totale druk of opvoerhoogte die de pomp moet overwinnen. Dit omvat statische opvoerhoogte (de verticale afstand die de vloeistof moet worden opgetild) en wrijvingsverliezen binnen het leidingsysteem.

Vloeibare eigenschappen

De eigenschappen van de vloeistof die wordt gepompt, zijn een belangrijke factor bij het selecteren van de juiste pomp. Viscositeit, wat verwijst naar de dikte van de vloeistof of de weerstand tegen stroming, beïnvloedt de prestaties van beide pomptypen. Centrifugaalpompen zijn geschikt voor vloeistoffen met een lage viscositeit, terwijl verdringerpompen beter zijn voor vloeistoffen met een hoge viscositeit. Andere vloeistofeigenschappen zoals dichtheid, corrosiviteit en de aanwezigheid van vaste stoffen moeten ook in overweging worden genomen.

Vereisten voor stroomsnelheid

De vereiste stroomsnelheid is een kritische parameter. Als de toepassing een hoge en consistente stroomsnelheid vereist bij lagere drukken, kan een centrifugaalpomp voldoende zijn voor toepassingen met een lage viscositeit. Als de toepassing echter een constante stroomsnelheid vereist, zelfs bij wisselende drukken, is een verdringerpomp een betere optie, vooral als de viscositeit hoog is. Als er schommelingen in de vraag zijn, kan een centrifugaalpomp zich beter aanpassen.

Druk (hoofd) behoeften

De druk- of opvoerhoogtevereisten van het systeem zijn ook belangrijk. Als de toepassing een hoge druk vereist, is een verdringerpomp over het algemeen geschikter, omdat deze een consistente stroomsnelheid kan leveren zonder een significante drukval. Centrifugaalpompen zijn effectiever voor toepassingen met een lagere druk en kunnen een aanzienlijk dalende stroomsnelheid hebben wanneer de druk toeneemt.

Stroomvereisten

De vermogensbehoefte van de pomp beïnvloedt de operationele kosten. Centrifugaalpompen zijn energiezuinig onder optimale omstandigheden. Positieve verplaatsingspompen zijn efficiënter bij het verwerken van zeer viskeuze vloeistoffen en kunnen hun efficiëntie behouden over een reeks drukken.

Houd ook rekening met de werksnelheid van elk type pomp, aangezien centrifugaalpompen over het algemeen op hogere snelheden draaien, terwijl verdringerpompen op lagere snelheden draaien. Deze verschillen in werksnelheden kunnen de levensduur van de afdichting beïnvloeden en kunnen het selectieproces beïnvloeden.