Влияние плотности и вязкости перекачиваемой жидкости на работу насоса
Центробежные насосы на нефтяных промыслах применяются для подачи весьма разнообразных по своим физическим показателям жидкостей: сильно минерализованной воды (плотность более 1000 кг/м3), сырой нефти и некоторых нефтепродуктов (плотность менее 1000 кг/м3), но при этом с большой вязкостью.
Основные технические показатели любого насоса определяются при работе его на воде с плотностью 1000 кг/м3 и вязкостью 0,01 см2/с и вносятся в техническую документацию на насос. Поэтому при выборе и эксплуатации центробежного насоса необходимо учитывать влияние плотности и вязкости подаваемой жидкости на характеристику насоса.
Полезная мощность насоса и потери мощности (за исключением механических потерь в сальниках и опорах) изменяются с изменением плотности подаваемой жидкости. С уменьшением плотности жидкости уменьшается полезная мощность, вследствие чего уменьшается и КПД насоса. С увеличением плотности происходит обратное - увеличиваются полезная мощность и КПД насоса. Подача Q и напор Н насоса не зависят от плотности подаваемой жидкости, и характеристика Q-H насоса остается неизменной. Давление насоса изменяется прямо пропорционально плотности жидкости.
Изменение вязкости жидкости влияет в основном на потери мощности, на дисковое трение и гидравлические сопротивления движению потока жидкости и оказывает значительно большее по сравнению с плотностью жидкости влияние на потери мощности. При подаче вязкой сырой нефти и нефтепродуктов потери мощности насоса резко увеличиваются, и КПД насоса уменьшается, несмотря на увеличение объемного КПД в результате уменьшения объемных потерь. При увеличении вязкости подаваемой жидкости уменьшаются напор и подача насоса, и характеристика Q-H снижается.
При пересчете технических показателей насоса при подаче им воды на подачу более вязкой жидкости используются экспериментальные данные. Теоретическое решение такой задачи затруднено из-за сложности явлений, происходящих в насосах. Для анализа экспериментальных данных и пересчета технических показателей насоса Д.Я. Сухановым, Р.И. Шищенко, М.Д. Айзенштейном и другими предложено несколько методов.
В большинстве методов используются пересчетные коэффициенты для подачи (KqV), напора (КHV) и КПД (КηV) насоса. Зная технические показатели насоса при подаче им воды (с индексом «В»), можно определить новые технические показатели при подаче вязкой жидкости (с индексом n) по формулам:
Qv = Kqv· QB; (2.24)
Нv = Kнv · НB; (2.25)
ηv = Кηv · ηB. (2.26)
