Flüssigkeitspumpen – Merkmale zum Umgang mit Viskosität
Das Pumpen von viskosen Flüssigkeiten kann einige Herausforderungen mit sich bringen. Bei der Auswahl einer Pumpe muss immer die Viskosität der Flüssigkeit berücksichtigt werden. Die Auswirkungen der Viskosität lassen sich besser verstehen, wenn man das Verhalten von viskosen Flüssigkeiten bei Krafteinwirkung betrachtet.
Newtonsche Flüssigkeiten –Die Viskosität bleibt konstant, unabhängig von Änderungen der Scherrate oder der Bewegung. Mit zunehmender Pumpendrehzahl nimmt der Durchfluss proportional zu. Zu den Flüssigkeiten, die ein newtonsches Verhalten aufweisen, gehören Wasser, Mineralöle, Sirup, Kohlenwasserstoffe und Harze.
Pseudoplastische Flüssigkeiten –Die Viskosität nimmt mit zunehmender Scherrate ab, die anfängliche Viskosität kann jedoch so hoch sein, dass der Durchfluss in einem typischen Pumpsystem nicht in Gang kommt. Typische pseudoplastische Flüssigkeiten sind Gele, Latexfarben und Lotionen.
Dilatante Flüssigkeiten –Die Viskosität steigt mit zunehmender Scherrate. Pumpen können nach dem anfänglichen Fördern von dilatanten Flüssigkeiten ins Stocken geraten und zum Stillstand kommen. Einige Flüssigkeiten, die ein dilatantes Verhalten zeigen, sind Schlämme, Ton und Verbindungen, die für die Produktion von Süßwaren eingesetzt werden.
Thixotrope Flüssigkeiten –Wie bei einer pseudoplastischen Flüssigkeit nimmt die Viskosität mit zunehmender Schergeschwindigkeit oder Rührung ab. Wenn die Bewegung gestoppt oder reduziert wird, tritt eine Hysterese auf und die Viskosität steigt. Oft kehrt die Viskosität nicht zu ihrem Ausgangswert zurück. Einige Beispiele für thixotrope Flüssigkeiten sind Seifen, Teere, Pflanzenöle, Backfette, Klebstoffe, Tinten, Erdnussbutter und einige Schlämme.
Viskositäten für typische Flüssigkeiten
| Typische Flüssigkeit | Centipoise (cp) |
Centistokes (cSt) |
Saybolt Second Universal (SSU) |
| Wasser | 1 | 1 | 31 |
| Milch | 3 | 4 | 40 |
| Heizöl Nr. 4 | 12,6 | 15,7 | 80 |
| Creme | 20 | 20,6 | 100 |
| Pflanzenöl | 40 | 43,2 | 200 |
| SAE 10 Öl | 88 | 110 | 500 |
| Tomatensaft | 180 | 220 | 1.000 |
| SAE 30 Öl | 352 | 440 | 2.000 |
| Glyzerin | 800 | 1.100 | 5.000 |
| Honig | 1.500 | 2.200 | 10.000 |
| Leim | 3.000 | 4.500 | 20.000 |
| Mayonnaise | 5.000 | 6.250 | 28.000 |
| Melasse B | 8.640 | 10.800 | 50.000 |
| Saure Sahne | 15.000 | 19.000 | 86.000 |
Verhalten von viskosen Flüssigkeiten
Pumpen von viskosen Flüssigkeiten mit:
Peristaltikpumpen
Aufgrund ihrer Konstruktion eignen sich Peristaltikpumpen für abrasive und/oder viskose Flüssigkeiten wie Suspensionen, Cremes, Schlämme, Schmiermittel, Farben, flüssige Abfälle und mehr. Um die Effizienz beim Pumpen von viskosen Flüssigkeiten zu maximieren, befolgen Sie diese Schritte:
- Verringern Sie die Geschwindigkeit Ihrer Pumpe. Wenn Sie die Geschwindigkeit über einen bestimmten Punkt hinaus erhöhen, nimmt die Förderleistung ab. Die maximale effiziente Geschwindigkeit der Pumpe nimmt mit zunehmender Viskosität und abnehmender Schlauchgröße ab.
- Wählen Sie einen Schlauch, der größer ist als für das Pumpen von Wasser erforderlich.
- Wählen Sie einen festen Schlauch wie Chem-Durance® Bio, Norprene®, PharmaPure®, PharMed® BPT, Tygon® E-LFL, GORE® STA-PURE® Series PCS oder GORE® STA-PURE® Series PFL. Die Leistung wird steigen, da der festere Schlauch nach dem Verschließen des Pumpenkopfes schnell wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt und den zum Pumpen der viskosen Flüssigkeit erforderlichen Sog erzeugt. Wählen Sie für L/S®- und I/P® Größen Hochleistungs-Präzisionsschläuche – dickwandigere Schläuche kehren auch schneller in ihre ursprüngliche Form zurück als Präzisionsschläuche. Durch die schnellere Rückstellung kann die Flüssigkeit mit größerer Kraft in die Schläuche gezogen werden.
- Wählen Sie einen Schlauch mit einer glatten Bohrung. Eine glatte Bohrung minimiert die Reibungskräfte. BioPharm, BioPharm Plus, Tygon® E-Lab, Tygon® E-LFL, Puri-Flex® oder Silikonformulierungen sind eine gute Wahl.
- Verringern Sie die Viskosität Ihrer Flüssigkeit. Erwärmen Sie Ihre Flüssigkeit, wenn möglich, an der Quelle oder in einem Tauchbad. Die Viskosität nimmt in der Regel mit der Temperatur ab. Wenn die Flüssigkeit durch die Erwärmung nicht beeinträchtigt wird, lässt sie sich leichter pumpen.
Zahnradpumpen
Zahnradpumpen eignen sich gut zum Pumpen von viskosen Flüssigkeiten, wenn die folgenden Regeln beachtet werden:
- Die Pumpendrehzahl (U/min) muss reduziert werden, wenn die Viskosität über 100 cp liegt. Wenn Sie Viskositäten über 100 cp pumpen, kontaktieren Sie unsere Anwendungsexperten, um die optimale Drehzahl und andere Betriebsparameter zu ermitteln.
- Die Ansaug- und Druckleitungen müssen um mindestens eine, besser zwei Rohrgrößen über die Größe der Pumpenanschlüsse hinaus vergrößert werden.
- Die Leistung des Motors muss gegenüber der Leistung, die für das Pumpen von Wasser bei gleichem Druck und Durchfluss erforderlich ist, erhöht werden.
Zentrifugalpumpen
Zentrifugalpumpen sind im Allgemeinen nicht für das Pumpen von viskosen Flüssigkeiten geeignet. Sie eignen sich am besten für das Pumpen von Flüssigkeiten mit einer Viskosität von weniger als 200 cp. Mit zunehmender Viskosität nehmen Volumen und Druck der Pumpe ab.