傳統(tǒng)筒子紗染色機(jī)設(shè)計(jì)中普遍認(rèn)為,被染物與染液的交換頻率主要取決于染液的循環(huán)流量,因此比流量的選取都比較大,而對(duì)揚(yáng)程的選取并不重視。按照這個(gè)要求,一般都是選擇混流泵,它的特點(diǎn)是大流量、低揚(yáng)程。事實(shí)上,由于過(guò)去的設(shè)備在結(jié)構(gòu)上存在較大的缺陷,如頂鎖、換向裝置等容易產(chǎn)生很大的泄漏,形成染液循環(huán)短路,所以為了保證一定的染液穿過(guò)紗層,不得不將總流量的30%~40%用于補(bǔ)充這部分泄漏。因此,傳統(tǒng)的比流量并沒(méi)有反映出實(shí)際的比流量。
近年來(lái),通過(guò)不斷改進(jìn)染機(jī)結(jié)構(gòu),大大減少了系統(tǒng)的泄漏量。而另一方面,設(shè)備容量的不斷增大,提高了整個(gè)系統(tǒng)的阻力。如果按傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念,選擇大比流量雖然沒(méi)有大的泄漏量,但會(huì)因流量大而增加沿程或局部阻力損失,再加上紗線容量增加而產(chǎn)生的阻力,使得染液循環(huán)的整個(gè)系統(tǒng)能耗增加。在此情況下,用來(lái)克服系統(tǒng)阻力損失的主泵揚(yáng)程應(yīng)該達(dá)到足夠高,才能保證所需的染液穿透紗層。
筒子紗染色機(jī)結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn),提高了循環(huán)染液的利用率,可以不考慮曾經(jīng)作為補(bǔ)償泄漏的那部分流量,提高系統(tǒng)總體所需的揚(yáng)程。這樣不僅可以滿足容量增加而產(chǎn)生系統(tǒng)阻力所需的能耗,同時(shí)減少了管路循環(huán)系統(tǒng)空間,提高了主循環(huán)泵的使用效率。
實(shí)踐證明,在保證循環(huán)系統(tǒng)有效染液循環(huán)率90%以上時(shí),筒子染色機(jī)的比流量可以選擇20L/(kg·min)[傳統(tǒng)至少在35L/(kg·min)以上]。由于按此比流量所選取主泵的比轉(zhuǎn)數(shù)小于300,屬于高比轉(zhuǎn)數(shù)的離心泵,因此可以減小主泵進(jìn)、出口管徑,使得管路中的存水量減少,降低染液浴比。
3 低比流量的應(yīng)用
由于實(shí)際所需的比流量沒(méi)有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的那么大,因此可以在提高染液有效循環(huán)率的前提下,降低比流量,并將部分能量用于提高主循環(huán)泵的揚(yáng)程。通過(guò)這種參數(shù)的改變,可以解決一些實(shí)際問(wèn)題。例如,大容量筒子紗(1000kg以上)、高支高密度筒子紗(密度0.4g/cm3)和經(jīng)軸紗等,紗層阻力都比較大,若了解了實(shí)際比流量,可通過(guò)提高主泵揚(yáng)程來(lái)克服整個(gè)系統(tǒng)阻力,尤其是穿透紗層的阻力。在實(shí)際應(yīng)用中,只有高比轉(zhuǎn)數(shù)離心泵(區(qū)別于混流泵)能夠滿足這種要求。離心泵具有效率高、特性曲線平緩等特點(diǎn)。它的流量和揚(yáng)程選擇面也比較寬,尤其對(duì)大容量筒子染色,能夠提供較高的揚(yáng)程。
4 采用低比流量的意義
采用低比流量,不僅可以保證染色質(zhì)量,還可帶來(lái)其它好處,具有較大的實(shí)際意義。
4.1 降低主泵功率,節(jié)省電能,提高工作效率
選擇低比流量和較高揚(yáng)程后,可以將過(guò)去采用的混流泵改為高比轉(zhuǎn)數(shù)(ns=200~300)離心泵,隨之特性曲線也發(fā)生了變化。根據(jù)葉片離心泵設(shè)計(jì)理論,在流量-功率特性曲線上,相同條件下離心泵的功率變化比混流泵快。由于現(xiàn)在筒子紗染色機(jī)主循環(huán)泵電機(jī)都采用了交流變頻技術(shù),通過(guò)轉(zhuǎn)速變化,在保證泵效率不變的條件下,可以給出不同的流量和揚(yáng)程,所以基于離心泵的流量-功率變化特點(diǎn),可以在不同流量下,充分降低功率消耗。
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