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    介質黏性對渣漿泵性能的影響

    時間:2021-3-10  瀏覽次數:  來源:鑫爾達新材料

       

    在油氣儲運工程中,有許多油品的黏度上與清水不同,用離心泵輸送這些油品時,因為黏度的增加,使得泵內部的能量損失加大,揚程和流量都要減小,并導致效率下降,而軸功率卻增加,泵的特性曲線發生變化,如圖1-34所示。當輸送液體運動粘度v>20mm2/s時,泵的特性曲線就需要換算,為此應該號慮不同黏度下泵性能的換算方法。

    特性曲線換算方法

           目前,還沒有成熟的純理論推導方法能精確地確定出抽送黏性液體的泵性能曲線。常用的換算方法有前蘇聯國家石油機械研究設計院的標準曲線法、美國水力協會的圖線換算法和德國KSB公司的換算方法。其共同特征都是在大量實驗的基礎上,給出各性能曲線的修正系數圖并以此進行換算。

           目前,國內多采用美國水力協會方法進行黏度換算。當已知某離心泵輸送20C清水的特性曲線時,利用下列關系式換算成輸送黏性液體的特性曲線:

    使用本方法時,不需知道離心泵葉輪尺寸,只需知道被輸送液體的運動黏度和輸送清水時ηmsx工祝點的Q0和Ho (多級泵應取單級葉輪的揚程),然后利用圖1-35或圖1-36查出各換算系數,并將換算系數代入式(1-44) 即可。

           在橫坐標上取Q=Q0點作垂線,與H=H0的斜線相交,自交點作水平線與所輸送液體的運動黏度為v的斜線相交,從該交點再作垂線與圖上方的各換算曲線相交,得到各換算系數。

           應用此法換算范圍較寬: (0.6~1.2) Q.,換算誤差在v<865mm2/s時不超過士5%,特別當v<400mm2/s時更準確。

           應當注意,該二圖只適用于一般結構的離心泵,且在不發生汽蝕的工況下進行換算。它不適用于混流泵、軸流泵,也不適用于含有雜質的非均相液體。此外,圖中各曲線不能用外推法延伸使用。

           美國水力協會對世界范圍內大量的實驗數據進行了分析和研究,給出了近似的換算公式,形成了技術報告,并由國際標準化組織在2005年發布了此報告(ISO/TR 17766-2005)。


           根據ISO/TR 17766 的公式計算法對性能曲線進行換算時,公式計算法的適用范圍為:介質必須是牛頓型流體;泵只能是離心泵,不適用于混流泵、軸流泵和旋渦泵;運動黏度v= 1~4000mm2/s;比轉速ns ≤60;泵有效汽蝕余量NPSH.足夠大。

    首先引入黏度換算過程參數B,其定義為:


    B的范圍為B< 40(B≤1時,則設定CH=1,Cq=1)。


    [例1-4]某泵在轉速n= 1475r/min輸送清水時在4個工況點0. 6Qur w、0. 8QeF-W、1.0QEP-w.1.2QBEP-w的流量、揚程和效率,見表1-4,F用該泵輸送原油,密度ρ=956kg/m3,運動黏度vi = 200mm2/s。采用美國水力協會方法對性能參數進行換算(分別采用查圖法和公式計算法)。


    從圖1-35橫坐標的流量Qw處垂直向上,直到與給定的揚程Hw相交于一點,從此相交點水平向右或向左,再與原油介質的運動黏度v.i相交,并由此垂直向上,與各換算系數CH、Cq、C,相交,即可得出各換算系數,即Cq=0.93,C,=0.63,CH在4個工況點0.6QsEP-w、0.8QkE w.1. 0QwEP- w.1.2Q w的值分別為0.95 .0. 93.0.91.0.87。泵軸功率P的計算公式為:P=HQs/367η

       

    根據ISO/TR 7766的公式計算法對性能曲線進行換算。把Vu = 20mm2/s,Q =139m3/h.N= 1475/min.Hur w= 48m帶入式(1- 46)得:

    流量換算系數:

         根據公式計算可求得揚程換算系數CH在4個工況點0. 6QBEP-w、0.8QuEP- w、1. 0QeEP- w、1. 2QEP- w的值分別為0. 930、0. 913、0. 897、0.882。

    根據公式計算可求效率換算系數C,為0. 641。渣漿泵把流量、揚程、效率的換算系數帶入式(1-44)、式(1- 50)可計算出輸送原油時離心泵的流量、揚程、效率和軸功率。

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