フッ素プラスチック化学用遠心ポンプのガスバインドおよびキャビテーション現象の解決策

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フッ素プラスチック化学用遠心ポンプの気閉塞およびキャビテーション現象の解決法　化学用遠心ポンプの気閉塞：まず、化学用遠心ポンプを使用する前に、ポンプ内部を液体で満たし、その後遠心ポンプを起動させます。するとインペラが高速で回転し、インペラの羽根が液体を回転させます。液体は慣性によってインペラの外周部へと流れていきます。同時に、インペラは吸込室から液体を吸い込みます。この過程で、インペラ内の液体は羽根の周りを流れ、その流動によって液体は羽根に揚力を与えます。逆に、羽根はその揚力と等しい大きさで反対方向の力を液体に作用させます。この力によって液体は仕事を受け、エネルギーを得てインペラから流出します。このとき、液体の運動エネルギーと圧力エネルギーの両方が増加します。 化学工業用遠心ポンプは、回転するインペラーによる液体への作用によって、原動機の機械的エネルギーを液体に伝達します。化学工業用遠心ポンプの作用により、液体はインペラの入口から出口へと流れる過程で、その速度エネルギーと圧力エネルギーの両方が増加する。インペラから排出された液体は圧出室を通過し、その速度エネルギーの大部分が圧力エネルギーに変換された後、排出管を通って送り出される。このとき、液体が排出されることでインペラの入口部には真空または低圧が生じ、吸水槽内の液体は水面の圧力によってインペラの入口へと押し込まれる。こうして、回転するインペラは絶え間なく液体を吸い込み、排出し続けるのである。 化学工業用遠心ポンプを起動する際、ポンプ内に空気が残っていると、空気の密度は非常に低いため回転時に生じる遠心力も小さくなり、その結果インペラの中心部にできる低圧ではタンク内の液体をポンプ内に吸い込むことができず、遠心ポンプを起動しても液体を送液することはできない。この現象は気縛と呼ばれます。化学用遠心ポンプには自己吸上げ機能がないため、起動前にケーシング内に液体を満たす必要があることを示しています。 起動前に気閉を防ぐため、ケース内に液体を満たします。 ケースのシールをしっかり行い、水を入れるバルブやシャワーヘッドは漏れがないよう、高い密閉性が求められます。化学工業用遠心ポンプの吸込配管には、起動前に充填された液体がポンプ内部から漏れ出るのを防ぐための底弁が取り付けられている。フィルターは、液体中の固体が吸い込まれるのを防ぎます。排出管路に装着されている調節弁は、ポンプの起動・停止や流量の調整に使用されます。化学用遠心ポンプの吸入口を送液する液体の液面下に置くと、液体が自動的にポンプ内に流れ込みます。 化学工業用遠心ポンプのキャビテーション：化学工業用遠心ポンプの設置高さが不適切な場合、ポンプの入口圧力が過度に低下する。入口圧力が、その温度における搬送液の飽和蒸気圧まで下がると気化が起こり、生成された気泡は液体と共に入口から周辺部へ流れる過程で、圧力が急激に上昇するために急速に凝縮し、逆相変化が生じて気泡は瞬時に破壊される。周囲の液体を非常に高い速度で気泡の中心に向かって押し寄せ、非常に高い周波数で瞬間的な圧力が大きくなる衝撃を生じさせ、装置の表面に疲労や腐食を引き起こす現象をキャビテーション現象と呼びます。 一般的に、ポンプが動作している際、その流量が多くなる部分の特定の領域で何らかの理由により、送液される液体の絶対圧力がその時の温度における液体の気化圧力まで下がると、その場所で液体が気化し始め、大量の蒸気が発生して気泡が形成されます。そして、多数の気泡を含んだ液体がインペラ内の高圧領域を通過すると、気泡の周囲にある高圧の液体によって気泡は急激に収縮し、最終的に破壊されます。気泡が凝結して破壊されると同時に、液体の粒子が非常に高い速度で空洞を埋め尽くし、その瞬間に強烈な水撃作用が発生する。そして、非常に高い衝撃周波数で金属表面を叩き、衝撃応力は数百から数千気圧にも達し、衝撃周波数は1秒間に数万回にもなる。深刻な場合には、壁の厚さが貫通してしまうこともある。 キャビテーションの害害：キャビテーション時にインペラやポンプケーシングに伝わる衝撃波と、液体中に微量に溶存している酸素による金属の化学的腐食が相まって、一定時間が経つと表面に傷や亀裂が生じ、さらには海面のように徐々に剥がれ落ちてしまう；キャビテーションが発生すると、騒音も生じ、それによってポンプ本体が振動し、ポンプの性能が低下する可能性があります；また、蒸気の発生によって液体の見かけの密度が低下するため、液体の実際の流量や出口圧力、効率も低下し、深刻な場合には液体が全く出力できなくなることもある。 キャビテーションが発生する主な原因：1.送液媒体の温度が高すぎる。 2.流量が過大で、つまり出口バルブが開きすぎている。 3. 選定の問題で、ポンプの選定やポンプの材質の選定などが含まれます。 4. 輸入配管の抵抗が過大であるか、配管が細すぎる。 5. 装置の高さが高すぎると、ポンプの吸液量に影響を与える。 キャビテーションの解決策：1.取り付け高さを下げる。 2. 輸送媒体の温度を下げる。 3.ポンプを再選定するか、耐キャビテーション材料の使用など、ポンプの一部部品を改良する。 4. 輸入配管内の異物を除去して流れをスムーズにするか、または管径を大きくする。