Вопрос 2.13. 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 H насоса не зависят от плотности подаваемой жидкости, и характе­ристика Q-Н 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

-59-

объемного КПД в результате уменьшения объемных потерь. При уве­личении вязкости подаваемой жидкости уменьшаются напор и пода­ча насоса, и характеристика Q-Н 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 ( ), напора (К_HV) и КПД ( ) 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:

; (2.24)

; (2.25)

; (2.26)