3. Определение подачи, напора и мощности, потребляемой насосом при последовательном включении двух одинаковых насосов

Суммарная характеристика двух насосов, включенных последовательно, строится сложением ординат точек кривых при одних и тех же значениях подачи. Тогда (3.1):

(3.1)

Для построения характеристики последовательных насосов зададимся рядом значений подачи Q и вычислим соответствующие им значения напора. Характеристика представлена на рисунке 4. Результаты расчетов приведены в таблице В.1 Приложения В.

Рисунок 4 – Напорная характеристика двух насосов, работающих последовательно

Точка пересечения суммарной характеристики насосов с характеристикой сети является рабочей. Приравняем (3.1) и (1.2):

(3.2)

Напор равен (3.3):

(3.3)

Полезная мощность одного насоса (3.4):

(3.4)

КПД при подаче (3.5):

(3.5)

Потребляемая мощность одного насоса равна (3.6):

(3.6)

Суммарная мощность (3.7):

(3.7)

4. Расчет подачи и напора насоса при уменьшении частоты вращения на 10 %

Новая частота вращения вала равна (4.1):

	(4.1)
Где n – частота вращения вала, об/мин.

Технические характеристики подпорных насосов приведены в таблице Г.1 Приложения Г.

Коэффициент пересчета напора (4.2):

(4.2)

Характеристика при новой частоте (4.3):

(4.3)

Для построения характеристики зададимся рядом значений подачи Q и вычислим соответствующие им значения напора. Характеристика представлена на рисунке 5. Результаты расчетов приведены в таблице Г.2 Приложения Г.

Рисунок 5 – Напорная характеристика насоса

Точка пересечения суммарной характеристики насосов с характеристикой сети является рабочей. Приравняем (4.1) и (1.2):

		(4.2)

Напор равен (4.3):

(4.3)

5. Определение подачи, напора и мощности, потребляемой насосом при перекачке нефти.

Плотность нефти при температуре перекачки определяется по формуле (5.1):

(5.1)

где – плотность нефти при температуре перекачки, кг/м³;

– плотность нефти при стандартной температуре, кг/м³;

γ – температурная поправка плотности, кг/(м³·°C);

 – стандартная температура, °C;

t– температура перекачки, °C.

Определим динамическую вязкость нефти при температуре перекачки, используя формулу Рейнольдса-Филонова (5.2):

	(5.2)
где – динамическая вязкость при температуре перекачки, Па·с; Па·с – динамическая вязкость при стандартной температуре, Па·с β – коэффициент крутизны вискограммы (принимаем β = 0,025).

Кинематическая вязкость нефти (5.3):

(5.3)

Для определения необходимости пересчета характеристик насоса с воды на вязкую жидкость необходимо найти число Рейнольдса в насосе ReH и сравнить его с переходным числом Рейнольдса ReП​. Если ReH ≥ ReП​, то пересчет не требуется; если ReH < ReП, то пересчет необходим.

Число Рейнольдса определяется по формуле (5.4):

	(5.4)
Где – частота вращения рабочего колеса, с-1; – диаметр рабочего колеса, м; – кинематическая вязкость перекачиваемой жидкости, м2/с.

Коэффициент быстроходности насоса на режиме максимального КПД определяется по формуле (5.5):

	(5.4)
где: n – частота вращения, об/мин; ​ – номинальная подача, м³/с;   – номинальный напор, м.

Переходное число Рейнолдса (5.5):

(5.5)

ReH = 41230 < ReП = 64150 – пересчет характеристик насоса с воды на вязкую нефть необходим. При работе насоса на нефти с высокой вязкостью будут наблюдаться снижение подачи, напора и КПД по сравнению с работой на воде.

Для расчета коэффициентов пересчета предварительно определим вспомогательные величины: граничное число Рейнольдса Reгр​ и коэффициент a_n​.

Граничное число Рейнольдса (5.6):

(5.6)

Коэффициент равен (5.7):

(5.7)

Коэффициент пересчета напора (5.8):

(5.8)

Коэффициент пересчета подачи (5.9):

(5.9)

Коэффициент пересчета КПД (5.10):

(5.10)

Используя найденные коэффициенты пересчета, пересчитаем эмпирические коэффициенты напорной и КПД-характеристик с воды на нефть.

Коэффициент (5.11):

(5.11)

Коэффициент (5.12):

(5.12)

Уравнение напорной характеристики для нефти (5.13):

(5.13)

Для построения характеристики зададимся рядом значений подачи Q и вычислим соответствующие им значения напора. Характеристика представлена на рисунке 6. Результаты расчетов приведены в таблице Д.1 Приложения Д.

Рисунок 6 – Напорная характеристика насоса

Коэффициент (5.14):

(5.14)

Коэффициент (5.15):

(5.15)

Коэффициент (5.16):

(5.16)

Уравнение КПД характеристики для нефти (5.17):

(5.17)

Для построения характеристики КПД зададимся рядом значений подачи Q и вычислим соответствующие им значения КПД. Характеристика представлена на рисунке 7. Результаты расчетов приведены в таблице Д.2 Приложения Д.

Рисунок 7 – Характеристика КПД насоса

Характеристика сети не зависит от свойств жидкости и была получена ранее – (1.2).

Для нахождения рабочей точки приравняем напор насоса (5.13) и потребный напор сети (1.2):

		(5.18)

Определим напор по характеристике сети (5.19):

(5.19)

Рассчитаем КПД при (5.20):

(5.20)

Полезная мощность насоса при перекачке нефти (5.21):

(5.21)

Потребляемая мощность насоса (5.22):

(3.6)