Viscosité élevée et gravité spécifique élevée Comment ils affectent le pompage

• Qu’est-ce que la viscosité?
• Qu’est-ce que la gravité spécifique?
• Comment la viscosité est-elle mesurée?
• Considérations lors du pompage de fluides à haute viscosité et à gravité spécifique élevée
• Pompes à haute viscosité et à haute densité à haute viscosité et à haute gravité de la pompe EDDY

Qu’est-ce que la viscosité?

La viscosité est la mesure de l’épaisseur d’un fluide, et en particulier, de sa capacité à résister à la déformation à une vitesse donnée. Essentiellement, la viscosité indique la capacité d’un fluide à résister aux forces qui ont tendance à produire un écoulement de ce matériau. D’autres détails concernant la viscosité sont que la viscosité diminue généralement lorsque la température du fluide augmente, ce qui rend le matériau plus mince et s’écoule avec moins de force appliquée. L’inverse est également vrai en ce sens que lorsque la température du fluide diminue, la viscosité augmente, ce qui fait que le matériau devient plus épais et nécessite une plus grande quantité de force pour que le matériau s’écoule. Un autre élément important qui doit être compris est que les fluides de viscosité plus élevée provoquent une plus grande perte par frottement des tuyaux.

Rôle de la température dans le pompage de fluides à haute viscosité

Un point clé à garder à l’esprit lors du pompage de fluides à haute viscosité est que lorsque le fluide très visqueux est exposé à des températures accrues, la viscosité a tendance à diminuer. L’inverse est également vrai dans la mesure où les fluides connaissent une augmentation de la viscosité en raison de la diminution de la température.

Qu’est-ce que la gravité spécifique?

La densité spécifique, également appelée densité relative, est la mesure de la densité d’un fluide par rapport à la densité de l’eau. Pour mesurer la densité des gaz, la comparaison est généralement la densité de l’air. Lorsque la densité d’un fluide est supérieure à 1 Sg, le fluide est plus dense que l’eau, si la densité est inférieure à 1 Sg, le fluide est moins dense que l’eau. Un intéressant En ce qui concerne la gravité spécifique, le fait est que si un matériau a une densité inférieure à 1 Sg et que ce matériau est immergé dans l’eau, il flottera réellement à la surface de l’eau. L’inverse est également vrai en ce que si le matériau a une densité supérieure à 1 et est jeté dans l’eau, il coulera.

À titre d’exemple, l’eau a une densité (de 1 Sg, et un mélange sable/eau typique dans le dragage varie de 1,3 Sg à 1,8 Sg. Une pompe EDDY spécialement conçue pour les applications de boue impliquant des matériaux à viscosité élevée et à gravité spécifique élevée peut pomper des matériaux qui ont une plage de gravité spécifique plus grande que la plupart des pompes centrifuges courantes; Habituellement, les pompes centrifuges sont sur la plage de gravité spécifique inférieure à celle d’une pompe EDDY.

Comment la viscosité est-elle mesurée?

Comprendre le taux de viscosité précis du fluide que vous pompez est l’un des facteurs les plus importants, sinon le plus important, pour pomper des fluides visqueux. Centipoise est une méthode populaire pour mesurer la viscosité et est considérée comme une unité de mesure dynamique de la viscosité. L’eau a une viscosité de 1-CPS. L’eau est souvent utilisée comme base de référence pour la comparaison. La formule de mesure de la viscosité est Contrainte de cisaillement / Taux de cisaillement = Viscosité exprimée en centipoise (CPS).

Quelle est l’erreur n ° 1 commise lors de la détermination de la viscosité pour le pompage

Fait intéressant, l’erreur n ° 1 commise lors de la détermination de la viscosité est d’ÉVITER le processus de détermination de la viscosité correcte, en utilisant le dispositif de mesure approprié! Au lieu de cela, ils font une « supposition » qui conduit souvent à une compréhension incorrecte de la véritable viscosité du fluide que vous souhaitez pomper.

L’une des raisons pour lesquelles les gens évitent de déterminer la viscosité est qu’ils sont intimidés par le processus et les appareils de mesure requis. Cela peut être un gros problème, et un problème qui est facilement évité car en réalité, l’utilisation des appareils de mesure appropriés et le suivi des procédures correctes sont très simples et faciles à conduire.

Ne pas connaître la viscosité réelle du fluide que vous pompez peut provoquer une situation où la pompe que vous achetez ne déplace pas le fluide visqueux en raison de choses telles qu’une puissance motrice insuffisante, ou le fluide « se dépose ou s’accumule » dans le chemin du liquide et ne se déplace pas à travers la pompe.

La réalité est que les appareils de mesure et les processus utilisés pour déterminer la viscosité d’un fluide sont très simples et faciles à réaliser. Gardez à l’esprit, ne vous laissez pas intimider par les appareils de mesure ou les processus nécessaires pour déterminer la viscosité.

Types populaires d’appareils de mesure pour déterminer la viscosité

Il existe un certain nombre d’appareils pour mesurer la viscosité. Le plus souvent, si le fluide ne change pas de viscosité en raison de conditions d’écoulement variables, un viscosimètre est utilisé pour déterminer la viscosité. Si la viscosité change en raison de conditions d’écoulement variables, un rhéomètre est utilisé pour déterminer la viscosité.

Rhéomètre

Un rhéomètre est un dispositif très précis qui mesure la réponse d’un fluide aux forces appliquées au fluide, ce qui provoque le fluide ou le matériau à « pur » ce qui détermine la viscosité. Les rhéomètres sont l’appareil de choix pour les fluides plus complexes qui ne peuvent pas être définis par une seule valeur ou caractéristique. Il existe deux types de rhéomètres; Rhéomètres de cisaillement qui appliquent des contraintes de cisaillement et rhéomètres d’extension qui appliquent une contrainte d’extension. Convient aux fluides non newtoniens.

Trois catégories de viscosité primaire

Avec la large gamme de viscosités qui existent, trois catégories ont été développées pour permettre une référence facile à un autre liquide avec une viscosité similaire ou dissemblable.

Mince:

• L’eau est dans cette catégorie, avec tous les autres liquides minces qui ont une fluidité similaire à celle de l’eau. L’eau est de 1 CPS à 70ºF (21ºC).

Semi-visqueux :

• Dans cette catégorie, les liquides sont plus épais que les liquides de la catégorie mince. Un exemple de liquides dans cette catégorie est le sirop d’érable ou l’huile moteur (SAE 30). L’huile moteur (SAE 30) est de 150-200 CPS.

Visqueux:

• La catégorie des liquides visqueux a une plus grande gamme que les deux autres catégories. En outre, les liquides de cette catégorie peuvent avoir des viscosités allant jusqu’à des dizaines de milliers de CPS.
• Un exemple de liquides dans cette catégorie sont la mélasse à 5 000 à 10 000 CPS, et le beurre d’arachide qui a une plage de viscosité de 150 000 à 250 000 CPS. Un autre défi associé au pompage du beurre d’arachide est qu’en plus du fait que le matériau est un centipoise si élevé à 250 000 CPS, le pompage du beurre d’arachide se produit également dans une usine de fabrication d’aliments et la teneur en eau du beurre d’arachide est extrêmement faible. Une teneur en humidité extrêmement faible est en dehors des capacités de ce que la plupart des autres pompes centrifuges peuvent déplacer.

Considérations lors du pompage à haute viscosité

Les viscosités et la gravité spécifique sont deux caractéristiques très importantes d’un fluide donné qui doivent être prises en compte dans la décision lors de l’achat d’une pompe pour votre travail. L’un des facteurs les plus importants lors du pompage de fluides à haute viscosité et à haute densité spécifique est de s’assurer que la pompe, la tuyauterie et tout autre composant du système de pompe sont dimensionnés pour gérer le degré de viscosité et de gravité spécifique de tous les matériaux combinés à pomper. Il s’agit d’une étape cruciale du processus et peut nécessiter des appels aux fabricants de matériaux pour s’assurer que vous avez la gravité spécifique et la viscosité correctes pour tous les matériaux. L’unité de mesure de la viscosité est la centipoise (CPS), et l’unité de mesure couramment utilisée pour la densité est g/cm³ ou lbs/gal.

Un exemple de cote centipoise

Les informations de viscosité suivantes doivent être utilisées comme exemple de comparaison pour comprendre les différents niveaux de viscosité pour chacun des matériaux énumérés ci-dessous.

Viscosité du matériau en centipoise (CPS)
Eau 1 CPS
Lait 3 CPS
Huile moteur SAE 30 150-200 CPS
Bauxite (boue rouge) 1 000 CPS
* Miel 10 000 CPS
*Ketchup 50 000 CPS
*Beurre d’arachide 250 000 CPS

*Généralement, les applications ultra centipoises comme celle-ci nécessitent une pompe volumétrique.

L’un des équilibres de boue conventionnels les plus populaires utilisés, le Fann Modèle 140 est l’un des appareils de mesure les plus simples et les plus précis pour déterminer la densité ou le poids par unité de volume (gravité spécifique). L’avantage de ce bilan de boue particulier est que la température liée à l’échantillon du matériau utilisé pour mesurer la gravité spécifique n’affecte pas substantiellement la précision des lectures, ce qui rend la détermination de la viscosité encore plus facile car la température est, essentiellement, retirée de l’équation.
Pour en savoir plus sur le Fann Mud Balance Model 140, rendez-vous sur :


https://www.fann.com/fann/products/drilling-fluids-testing/mud-balances/mud-balance-m140.html?nodeId=1_leveltwo_16&pageId=Products

Voici un exemple de deux scénarios pour déterminer la densité d’une boue avec un mélange 50/50 de deux matériaux mélangés; 1) le scénario est de connaître la gravité spécifique des deux matériaux, et 2) lorsque la densité des deux matériaux est inconnue et que la gravité spécifique des deux matériaux doit être déterminée à l’aide d’un dispositif de mesure de la gravité spécifique.

Une autre considération très importante pour une application de pompage est la gravité spécifique ou le poids du fluide à pomper. La gravité spécifique lors de la combinaison de plusieurs matériaux pour créer une boue est très importante pour s’assurer que la pompe est capable de pomper le matériau. Quelque chose à garder à l’esprit en ce qui concerne la détermination de la gravité spécifique est que c’est en fait très simple – n’importe qui peut le faire avec l’appareil de mesure approprié et un peu de compréhension du processus de mesure.

Scénario 1 – Lorsque vous ne connaissez pas la gravité spécifique de chaque fluide/matériau

Ne pas connaître la gravité spécifique d’un matériau peut être très intimidant, mais gardez à l’esprit que la mesure de la viscosité est très simple lorsque vous utilisez le bon appareil de mesure pour la tâche. Pour ce scénario, nous vous suggérons d’utiliser un équilibre de boue conventionnel comme le Fann Model 140 qui est extrêmement facile à utiliser.

1. Le Fann Model 140 est construit avec un faisceau facile à lire qui est gradué en quatre échelles: livres par gallon, gravité spécifique, livres par pied cube, livres par pouce carré par 1 000 pieds par profondeur.
2. Une extrémité du faisceau a une tasse attachée qui est utilisée pour remplir avec le fluide à mesurer.
3. Remplissez la tasse attachée au faisceau avec le fluide à mesurer.
4. Replacez le faisceau avec la tasse remplie de fluide sur la balance du faisceau et déplacez le ryder le long du faisceau gradué, trouvez l’emplacement exact sur le faisceau gradué où l’équilibre est atteint, ce qui est indiqué par la « bulle » sur le faisceau centré.
5. Une fois cette étape précédente terminée, les nombres sur l’échelle graduée sont utilisés pour effectuer un calcul simple qui produira la gravité spécifique exacte du fluide.

REMARQUE: Pour une description plus concise de ce processus d’utilisation du Fann Model 140 pour déterminer la viscosité, consultez la vidéo d’instructions Fann suivante:
https://www.youtube.com/watch?v=8wNEN6SOa7M

Scénario 2 – Quand vous connaissez la gravité spécifique de chaque fluide/matériau

Pour déterminer la densité d’un mélange de boue pour ce scénario, la densité de chacun des matériaux doit être connue. Pour obtenir la densité de chaque matériau, si la densité n’est pas située sur l’emballage du matériau, contactez le fabricant de chaque matériau. Tout d’abord, vérifiez l’emballage; parfois, les fabricants incluent la gravité spécifique sur l’emballage. Une autre chose que vous pouvez faire est de jeter un coup d’œil au site Web du fabricant; parfois, ils incluent des caractéristiques importantes du produit telles que la densité sur leurs matériaux.

Une fois que vous avez la gravité spécifique pour chaque matériau donné, la gravité spécifique pour tous les matériaux combinés peut être déterminée. Voici un exemple de la façon de déterminer la gravité spécifique de plusieurs matériaux combinés. Pour cet exemple, nous utiliserons de la roche concassée sèche et de l’eau.

1. La densité est le poids moyen de l’eau et du matériau pompé.
2. Pour déterminer la densité d’une boue :
   1. En utilisant la densité de la roche concassée qui pour cet exemple est de 2,5 Sg, et la gravité spécifique de l’eau qui l’est, et commencez à calculer la densité pour les matériaux combinés comme un mélange 50/50 (50% d’eau et 50% de roche concassée).
   2. Calcul:
      1. Roche concassée – Multipliez 2,5 Sg par 0,5 =
         1,25 Sg
         
      2. Eau – Multipliez 1 Sg par 0,5 =
         0,5 Sg
         
      3. Ajoutez ensuite la densité des deux matériaux qui serait de 1,25 Sg + 0,5 Sg =
         1,75 Sg pour le mélange combiné 50/50 de roche concassée et d’eau.
         
   3. Une chose à toujours garder à l’esprit est que plus la gravité spécifique est élevée, plus la force de pompage requise pour pomper le matériau est grande.

Pompes à haute viscosité et à haute densité à haute viscosité à haute densité de la pompe EDDY

La pompe EDDY est considérée comme l’une des premières pompes à haute viscosité et à haute gravité spécifique au monde. L’équipe d’ingénierie des pompes EDDY a plus de trois décennies d’expérience dans le développement et la création de pompes spécialement conçues pour les défis associés au pompage de fluides et de boues à haute viscosité et à haute densité.

La pompe EDDY est une conception de pompe non obstruante qui comprend un chemin mouillé élargi et un rotor encastré pour déplacer de grandes quantités de matériaux à travers la pompe sans problème. La conception du rotor et la façon dont la pompe déplace le fluide sont très uniques en ce sens que l’action de rotation du rotor crée ce qu’on appelle un courant de Foucault. Un courant de Foucault est un courant circulaire de fluide qui produit un vortex qui s’étend jusqu’à l’entrée de la pompe; cela crée une aspiration suffisamment forte pour que les particules solides se déplacent vers le haut dans la volute

Un autre avantage de la conception unique du rotor est qu’il aide à maintenir les solides en suspension. Le maintien de la suspension des solides permet aux fluides à viscosité élevée et à gravité spécifique élevée de se déplacer efficacement sur le chemin mouillé sans se déposer au fond de la volute. Cet aspect unique de la conception de la pompe EDDY en fait également une excellente pompe pour le transfert de gros solides. La capacité de la pompe EDDY à pomper des solides concentrés est parfaite pour déplacer des matériaux visqueux avec jusqu’à 40-70% de solides en volume; une tâche impossible pour de nombreux types de pompes traditionnelles.

La pompe EDDY est fabriquée à partir de matériaux de la plus haute qualité et est extrêmement robuste, chimiquement compatible avec la plupart des fluides et capable de résister à de nombreuses punitions généralement inhérentes aux applications abrasives, à viscosité élevée et à gravité spécifique élevée.

Caractéristiques et avantages

• Conception non colmatante
• Manipulation de solides élevés
• Manipulation de haute viscosité et de gravité spécifique
• Aucune tolérance critique
• Faible entretien
• Temps d’arrêt minimal
• Faible coût de possession
• Pompage de 40 à 70 % de solides par volume
• Capable de pomper des objets presque de la taille de l’entrée de liquide et de la taille des orifices de décharge.
• Déplace facilement les chiffons, les matériaux filandreux, les roches et d’autres types de médias.
• 100 % de fabrication américaine

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Catégories de produits EDDY Pump

• Pompes industrielles de traitement intensif
• Pompes auto-amorçantes (électriques et diesel)
• Équipement de dragage
  • Accessoire de pompe d’excavatrice
  • Traîneau de drague
  • Drague autonome
  • Drague déployée par câble
  • Unités de puissance hydraulique (HPU)

Si vous pompez de la boue, des saumures, des solides élevés, des matériaux extrêmement visqueux, de la pâte, des abrasifs élevés (sable et gravier) et des matériaux remplis de solides, vous avez trouvé la pompe la mieux adaptée au travail. Atteindre:

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