1. Определение диаметра рабочего колеса

Для обеспечения потребного напора станции Н_НПС необходимо определить требуемый напор одного насоса:

Определяем коэффициенты «а»и «b».

«a» и «b» - эмпирические коэффициенты, определяются по формуле:

где Q₁, Q₂ – производительности, взятые с Q – H характеристики насоса в пределах его рабочей зоны; H₁, H₂ – соответственно напоры при этих производительностях.

Для этого снимем с характеристики насоса значения напоров при разных производительностях входящих в рабочую зону насоса.

При Q₁ = 10000 м³/ч Н₁ = 280 м

Q₂ = 12000 м³/ч Н₂ = 245 м

Пересчёт 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.

Значения поправочных коэффициентов k_Q, k_H, k_η определяют либо по графикам, либо по таблицам, путем интерполяции.

Число Рейнольдса, необходимое для определения поправочных коэффициентов, вычисляют по формуле:

где Q_ном ــ оптимальная подача насоса, м³/с; ν_t ــ кинематическая вязкость жидкости при температуре перекачки, (м²/с); D₂ - наружный диаметр рабочего колеса; b₂ - ширина лопатки рабочего колеса на наружном диаметре; ψ - коэффициент сжатия сечения каналов лопатки на выходе (ψ= 0,9 - 0,95).

По значению Re по графикам находятся коэффициенты пересчета.

При Re > 7·10⁴ 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.

Тогда в нашем случае k_Q= k_H = k_η = 1 [7, таблица 2.18].

Следовательно, пересчет характеристик для Q, H и η не требуется.

Так как значения Q, H и η не изменяются в ходе пересчета, то мощностная характеристика Q – N не изменится.

Характеристика ∆h_доп.н - Q пересчитывается по формуле:

Δh_доп.н. = Δh_доп. – Н_t^кр. + Δh_ν =78 – 0,3855 + 0,31 = 77,9245 м

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.

Найдем величину термодинамической поправки:

где P_S - давление насыщенных паров жидкости при максимальной температуре перекачки, МПа; ρ - плотность жидкости при максимальной температуре перекачки, т/м³.

Δh_ν = (4,5^{4,42 – lg Re})·V_вх²/2·g= (4,5^{4,42 – lg136932,3}) ·4,2²/2·9,81 = 0,31м

где Re - число Рейнольдса во входном патрубке насоса; ν_вх - скорость потока во входном патрубке насоса, м/с; g ــ ускорение свободного падения, м/с².

где Q – подача насоса, м³/с; D_вх – диаметр входного патрубка насоса, м (по приложению 19[2] принимаем 1 м).

где ν_tmax – вязкость при максимальной температуре перекачки (м²/с).

Пересчет выполняем для трех – четырех подач из рабочей зоны характеристики насоса. Полученные данные сводим в таблицу.

Таблица 1

Сводная таблица пересчета характеристик насоса с воды на нефть.

Q, м3/ч	υвх, м/с	Re	∆hдоп, м	, м	, м	∆hдоп.н, м
10000	3,5	116185	60	0,24	0,3855	59,95
12000	4,2	137970	80	0,34	0,3855	79,95
12500	4,4	144194	83	0,38	0,3855	82,99