粘性が遠心ポンプに与える影響
Hydraulic Institute（油圧学会）は、遠心ポンプ性能の粘性の影響を考慮した規格を発表しました。 Effects of Liquid Viscosity on Rotodynamic Centrifugal and Vertical Pump Performance（回転型遠心ポンプおよび垂直ポンプの性能における液体粘性の影響）」は、2010年に改訂され、www.estore.pumps.org-was。
新しい方法では、粘度の補正を提供された計算式を使って自動的に計算するため、非常に使いやすくなっています。
新しい方法は、提供された公式を使って自動的に粘度補正を計算するので、非常に使いやすくなりました。 また、この規格では、この方法の背景や、その限界、この手順が適用できるポンプの種類やポンプの設計特性についても説明されています。
ニュートン流体とは
原油や石油製品はニュートン流体として挙動すると考えてよいのでしょうか。 重要なのは、”粘度は流体の状態、特に温度の関数でしかない “ということです。 水、油、ガソリン、アルコール、そしてグリセリンもニュートン流体の例です。
非ニュートン流体の例としては、スラリーがあります。非ニュートン流体の例としては、スラリ 懸濁液、ゲル、コロイドなどがあります。 原油や精製品については、この仮定に安心感を覚えるかもしれません。
ほとんどの流体はニュートン流体であり、その基本的な定義は、粘度がせん断速度に対して一定であることです。 せん断速度とは？ 動いている流体によって流体に課せられる相対的なストレスのことです。 例えば、外径10インチのクローズドインペラで、直径5インチのウェアリングとの間に0.010インチのラジアルクリアランスがあるとします。 これが3,600rpmで回転するとすると、金属の周速度は毎秒78フィートになります。 リングに直接接触している流体は、スリップしない状態によれば、同じ速度で回転している。
これがせん断速度です。
オープンインペラーの場合、回転しているインペラーのオープンベーンとケーシング壁の間の距離です。 さて、周速は羽根の半径方向の位置に沿って変化します(外径が例えば10インチに対して5インチ弱の位置です)。 平均値を見積もることができ（計算方法は上記のものと同様）、せん断速度も同様になります。
Shear-Sensitive, 非ニュートン流体
せん断に敏感な流体は、このようなせん断を嫌います。敏感な液体は、そのようなせん断作用を嫌います。 例えば、接着剤はベタベタします。 しかし、接着剤は遠心ポンプではなく、一般的にはギアポンプで移送されます。 回転するギアと壁の間のクリアランスで、そのクリアランスも通常0.005インチの範囲です。
しかし、クリアランス内の製品の量は少なく、粘着性のある損傷した流体による全体的な「希釈」は無視できるため、そのようなせん断速度は通常問題になりません。 しかし、特定のケースでは問題となります。
缶詰業界で、さくらんぼやアプリなどの食品をポンプで送る場合も同様の問題があります。 ポンプに求められるのは、低せん断で穏やかなポンピングです。
インペラーの壁とケーシングのクリアランスが0.5インチの遠心ポンプでは、せん断速度は0.5mm/sです。
インペラ壁とケーシングのクリアランスが0.5インチの遠心ポンプでは、せん断速度は
図1. さまざまな種類の流体
ニュートン系 & 非ニュートン系流体と粘度
ニュートン系流体では、粘度はせん断速度に依存しません。 例えば、ポンプで汲み上げたオイルの粘度が300cStであれば、3,600rpmでも1,800rpmでも粘度は変わりません。
しかし、非ニュートン流体の中には、図1に示すように、粘度が上下に変化するものがあります。
しかし、非ニュートン流体の中には、図1のように粘度が上下に変化するものがあります。 これは、必要なパワーに影響を与えるだけでなく、流体の劣化を引き起こす可能性があります（通常、パワーに影響を与えます）。 パワーは力×スピードです。 力は応力×面積。
希薄な流体の場合、せん断応力は粘度とせん断速度の両方が増加するので常に増加しますが、チクソトロピックな流体の場合はどちらにもなり得ます。
希薄な流体では、粘度とせん断速度の両方が増加すると、せん断応力は常に増加しますが、チクソトロピー性のある流体では、粘度の減少ほどせん断速度が増加しない場合があり、生成物（応力）は増加するか、減少するか、またはほぼ同じ状態になります。 これはすべて、ポンプで送られる流体によります。 しかし、通常、せん断応力は減少します。 つまり、ポンプの動力もせん断速度に応じて減少するということです。 言い換えれば、流体は最初は粘性がありますが、いったん動き始めると粘性が低くなり、ポンプに必要な動力が少なくなるということです。
ドライバーの定格を無視する（モーターの選択が小さすぎる）のはよくあることです。 動いている液体の粘度に合わせてサイズを決めても、起動するためにはより多くの電力が必要なため、モーターは起動時にトリップし続けます。 ケチャップを例に挙げると、レストランでボトルを激しく振って流すのはこのためです。
いつものことですが、最後にクイズです。 なぜ「典型的な」経験則では、渦巻きポンプは魔法の数字である500センチストークスの粘度以上では作動しないのでしょうか？ 正解者には、次回のポンプスクールセッションへの無料入場券を差し上げます。