ポンプは、モーターに次いで2番目に一般的に使用される産業用具です。現在、世界中の何百万ものポンプが動作しており、何千もの液体を伝えています。利用可能な多くの種類のポンプの中から適切なポンプを選択することは、非常に複雑な作業です。ポンプの選択は、主に特定のポンプの機能をシステム要件とポンプする液体の特性と一致させるプロセスです。この記事では、ユーザーのニーズの観点から、ポンピングされた液体の特性から始めて、特定のポンプ選択について説明します。
基本要件：
どのアプリケーションでも、最初のステップは、ポンプのユーザーの基本要件を理解することです。たとえば、吸気条件、必要な流量、圧力差、温度、および粘度、研磨性、せん断感度、腐食などの流体特性は、良いポンプを選択するためにすべて決定する必要があります。
ポンプは、正しい吸引条件の下で適切に動作する必要があります。実際、ポンプで遭遇する最大の問題は、吸引条件の低下にまでさかのぼることができます。ポンプの液体を押す能力は、液体を吸収する能力よりもはるかに強いため、ポンプの容量範囲内で入口条件を維持する必要があります。
圧力差は、特に省エネとポンプのサービス寿命の観点から、重要な部分でもあります。パイプの直径が小さく、パイプの長さが長くなると、システムの初期コストが削減される可能性がありますが、ポンプの圧力差が高くなる可能性もあります。この高い圧力差はエネルギー消費に変換され、ポンプのサービス寿命が短くなる可能性があります。
必要な液体特性は通常既知であり、重要なことは、特定のポンプがこれらの特性にどのように影響するかを理解することです。大多数のユーザーは、ポンプがポンプに入ったときと同じ状態で液体を排出することをいとわない。材料の互換性、粘度、せん断感度、および特定の物質または固体の存在はすべて、ポンプの正しい選択にとってすべて非常に重要です。
基本的な要件が満たされ、液体の特性がわかったら、ポンプの選択が開始されます。ポンプは通常、2つの基本的なカテゴリに分けられます：運動ポンプ（最大のタイプは遠心ポンプ）と正の変位（PD）ポンプです。米国商務省のデータによると、すべてのポンプ販売の約70％は運動ポンプであり、残りの30％は体積ポンプです。ポンプを選択する際の最初のステップは、どのポンプ、お客様のニーズ、遠心ポンプ、または体積ポンプにより適しているかを判断することです。
主流の産業用ポンプは遠心ポンプであるという事実により、多くの人が最初に遠心ポンプを検討します。遠心ポンプのコストは通常、体積ポンプのコストよりも低く、多くの場合に使用する正しいポンプタイプでもあります。各ポンプは独自の方法で液体を攪拌し、各ポンプには独自の動作特性と曲線があります。しかし、重要なことに、遠心ポンプは液体の流量に影響を及ぼし、排出ポートで一定量の圧力をもたらす可能性があります。それどころか、体積ポンプが液体を攪拌すると、最初に特定の量の液体を取得し、吸引ポートから排出ポートに供給します。遠心ポンプの場合、最初に圧力が形成され、次に流れが生成されます。正の変位ポンプの場合、最初に流れを形成し、次に圧力が現れます。
パフォーマンス
さまざまなポンプから最も適切なタイプを選択するには、これら2つのタイプのポンプ間の動作特性の違いを理解することが重要です。パフォーマンスチャート（図1A）を表示すると、その動作原則がどれほど違うかがわかります。遠心ポンプには、圧力（またはヘッド）に依存する可変流量がありますが、体積ポンプは圧力とは無関係な一定の流量が多かれ少なかれあります。
粘度
粘度は、ポンプの機械的効率に重要な役割を果たします。運動速度で動作する遠心ポンプにより、ポンプ内の摩擦損失の増加によって引き起こされる粘度の増加とともに、その効率は低下します。粘度が増加すると、遠心ポンプの効率が急速に低下することに注意してください（図1B）。
別の大きな違いは、粘度がポンプ容量に及ぼす影響にあります。フローメーター（図1C）では、遠心ポンプは粘度が増加すると流量が減少することがわかりますが、体積ポンプは実際にそれに応じて流量を増加させます。これは、体積ポンプの隙間を埋める液体の粘度が高いためであり、その結果、体積効率が高くなります。図1Cは、粘度のポンプ流量に対する影響のみを示しています。システム内のパイプライン損失も増加する可能性があることを忘れないでください。これは、遠心ポンプ内の流れがさらに減少することを意味します。
効率
ポンプの機械的効率に対する差圧の影響を考慮すると、運動エネルギーポンプと体積ポンプも異なる特性を示します。図1Dは、ポンプの効率が圧力の増加によってどのように影響を受けるかを示しています。体積ポンプの場合、圧力の増加とともに効率が実際に向上しますが、遠心ポンプには最適な効率ポイント（BEP）があります。このポイントの両側では、全体的なポンプ効率が大幅に低下します。
エントリ条件
これらの2種類のポンプには、入口条件の要件が大幅に異なります。遠心ポンプでは、圧力差を形成するために前もって一定量の液体が必要です。液体のないドライポンプは、それ自体で開始できません。操作が開始されると、遠心ポンプはメーカーが推奨する明確な入口圧力要件を満たす必要があります。
体積ポンプが液体体積の膨張と収縮を通じて液体を攪拌するという事実により、負圧の状況が入口に形成されるため、体積ポンプはそれ自体で充填を開始できます。場合によっては、これが正の変位ポンプまたは遠心ポンプを選択するための唯一の決定要因です。
要約します
一般に、粘度が150 cpを超える場合、広範囲にわたって流量を予測できる必要があります。または、ポンプが単独で充填を開始できることが望ましい場合は、体積ポンプを考慮することができます。遠心ポンプと体積ポンプを選択するときは、これら2つのタイプの乳化ポンプ、ローブポンプなどの間にエネルギー消費に大きな違いがある可能性があるため、エネルギー消費にも考慮する必要があります。これは、流量が1分あたり100ガロン未満である状況で特に重要であり、遠心ポンプの効率の低下が大きくなります。
さまざまなポンプの作業原則を習得することは、特定のアプリケーション環境の正しいモデルを選択するための良い出発点です。さまざまなオプションの違いはそれほど明確ではないかもしれませんが、操作と容量の基本的な違いを使用して選択を導くことができます。誤ったポンプの選択は、多くの場合、より高いコストにつながります。具体的には、ダウンタイム、生産量の損失、メンテナンスコスト、エネルギー消費に悪影響を及ぼします。適切かつ適切なポンプを選択するのにもっと時間を費やすと、不必要なコストを最小限に抑え、より高い長期的な利益を達成できます。
非ニュートン流体輸送機器の研究および製造企業として、Durrex Pumpsは、11の発明特許を含む56の国内特許を取得しています。同社は、ローターポンプ、均一なポンプ、研削ポンプ、ゴム葉ポンプ、磁気ポンプ、その他の製品を開発し、世界中の10000人以上のクライアントに流体輸送機器と技術サービスを提供しています。
