2.2. Пересчет характеристик насосов с воды на нефть.

При перекачке вязких жидкостей напор и подача на режиме максимального к.п.д. меньше, чем при работе на воде, так как увеличиваются потери на трение, а мощность возрастает главным образом из-за увеличения дисковых потерь. На основании чисто теоретических заключений невозможно определить характеристику насоса, перекачивающего вязкий нефтепродукт, даже если известна его характеристика при работе на воде.

Характеристику насоса, перекачивающего вязкие нефтепродукты, строят путем пересчета характеристик, построенных для воды, с учетом поправочных коэффициентов [12].

Значения поправочных коэффициентов k_Q, k_H, k_η определяют либо по графикам [12], либо по таблицам, путем интерполяции [7].

Число Рейнольдса, необходимое для определения поправочных коэффициентов, вычисляют по формуле [12, стр. 93]

где Re  число Рейнольдса;

Q_ном ــ оптимальная подача насоса, м³/с;

ν_t ــ кинематическая вязкость жидкости при температуре перекачки,

[м²/с].

D₂  наружный диаметр рабочего колеса, м;

b₂  ширина лопатки рабочего колеса на наружном диаметре, м;

[7, таблица 2.19]

ψ  коэффициент сжатия сечения каналов лопатки на выходе

(ψ= 0,9÷0,95).

П роизведем пересчет характеристик для основного насоса.

При Re > 7·10³ коэффициенты k_Q и k_H мало отличается от единицы, т.е. увеличение гидравлических потерь при пересчете с воды на нефть незначительно. Коэффициент k_η при этих значениях Re существенно отличается от единицы, что объясняется увеличением потерь на дисковое трение. И только при Re = 5·10⁴ значение k_η соответствует единице [12]. Тогда в нашем случае k_Q= = k_H =1, а k_η = 0,988 [7, таблица 2.18].

Следовательно, производится пересчет для характеристики Q – η, а для характеристики Q – H пересчет производить не нужно, так как она остается практически без изменения.

Пересчет для Q – η производится только по η, а Q – не изменится.

Возьмем значения Q в рабочей зоне насоса:

Q=4000 м³/час η_н=0,988*0,848=0,838

Q=4800 м³/час η_н=0,988*0,880=0,869

Q=5600 м³/час η_н=0,988*0,857=0,847

Графическое изображение новой характеристики представлено в приложении 1.

Для пересчета характеристики Q – N используется формула для определения мощности [7].

,

где Q – расчетная подача насоса, м³/час;

Н – напор, соответствующий Q, м;

η – к.п.д., соответствующая Q и с пересчитанной характеристики.

Q=4000 м³/час; Н=239 м; η=0,838

Q=4800 м³/час; Н=214 м; η=0,869

Q=5600 м³/час; Н=182 м; η=0,847

Графическое изображение новой характеристики представлено в приложении 1.

Характеристика ∆h_доп.н.  Q пересчитывается по формуле [7]:

где ∆h_доп.н. ــ допустимый кавитационный запас для нефтепродукта, м;

∆h_доп.  допустимый кавитационный запас для воды, м;

∆H^кр_t ــ термодинамическая поправка, м;

∆h_ν ــ вязкостная поправка, м.

где P_S  давление насыщенных паров жидкости при максимальной

температуре перекачки, МПа;

ρ_max  плотность жидкости при максимальной температуре перекачки,

т/м³.

где Re  число Рейнольдса во входном патрубке насоса;

υ_вх  скорость потока во входном патрубке насоса, м/с;

g ــ ускорение свободного падения, м/с².

Согласно расчетам (см. раздел 1 данной курсовой работы) ρ_max=830,4 кг/м³. Р_s=0,062 МПа, D_вх=0,700 м – диаметр входного патрубка насоса.

по характеристике насоса [2, приложение 21]

Пересчет выполняем для трех – четырех подач из рабочей зоны характеристик насосов. Полученные данные сводим в таблицу 2.

Таблица 2.

Q, м3/ч	υвх, м/с	Re	∆hдоп, м	∆hдоп.н., м
4000	2,89	25719	32,86	32,93
4800	3,47	30863	38,00	38,19
5600	4,04	36007	45,71	46,02

Г рафическое изображение новой характеристики представлено в приложении 1.