2.4 介质粘度对泵性能的影响及其计算
1.介质粘度对栗性能的彩响
介质的粘度对泵性能曲线的影响是很大的e当粘度增加时,泵的扬程特性曲线下降,最 佳工况的扬程和流量均随粘度增加而下降,而功率则随粘度增加而上升,因而效率降低。
对于主要是粘性力起作用的液体,其运动状态可用雷诺数/fe进行判断。当/fe<2000 时,属于层流运动;当/fe>12000时,属于紊流运动;当抱在200U-丨2000之间时,是过渡区。当泵用来输送不同的介质时,如果介质的粘度相差很大,例如常温清水,v=0.01St,原油1=1.024Si,雷诺数变化很大,泵内不同液体的流动状态要发生变化,因而对泵的性能 就能有很大的影响。然而粘度对性能的影响很难用精确公式计算出来,只能用通过试验得到的曲线进行换算。
2.介质粘度对泵性能影响的计算
当泵抽送粘性介质时,需要对泵抽送水时的特性曲线进行换算,做出抽送粘性介质时的 特性曲线。此外,如需要设计抽送粘性介质的泵,也需要把抽送粘性介质时的设计参数扎、 转换算到抽送水时的设计参数/f、然后裉据换算后的参数来进行,并且还要从抽送水时的效率7换算出抽送粘性介质时的效率%,再根据仏、札、来计算轴功率最后才能进行设计。
下面介绍几种常用的性能换算方法,并举例加以说明。这些换算图表只适用于均质的粘性液体,即通常称为的牛顿液体,例如润滑油、烃液等,而对于非牛顿液体,例如带纤维的液体、煤水混合液体等不适用。
(1)第一种性能换算图表(图2-7)这种性能换算图表适用于较大流置的离心泵,对于蜗壳泵抽送粘度v<4St的液体,换算结杲较精确,如粘度11<9.65汾,则误差不超过 土5%,而用于导叶式多级泵的性能换算s则扬程系数偏高。
第一种性能换算图表的应用实例:
将图2-8所示的抽送常温清水时的泵特性曲线换算成抽送粘度为w=22〇CSt油品的特性曲线。
设此泵设计工况下的流量为,首先将流童的04化、0.80、1.23相应的扬程和 效率列于表2-16中,然后根据查取流量、扬声和赛率的修正系数心、知、 其方法如下:在图21中,自流量p = 171n(Vh作垂线iff=,30.5tp的斜线相交,从此交点作水平线与v=220cSt的斜线相交,再从此交点向上作垂线,分到与:麵正系数曲线相 交,就可得到KQ = 0.95、心=0.92、h=0.635;依此类推,可得到四神流置下的各修正系数,都列在表中。利用仏就可得到各对应点的流量、扬程、效率,并可作出恃性曲线A—认、1一^^再根据功率的计算公式Pu =
(kW),可计算各工况点的功率,并作出一些特性曲线。
(2)第二种性能换算图表(图2-9) 这种性能换算图表适用于小流量的离心泵,具体换算方法同前。
表M6性能换算 | ||||
项 ㈡ | 0吨 | 0.851 | 0.587 | 0.236 |
输水时CV(mM〇 | m | 138 | 171 | 206 |
H/m | 34.3 | 33 | 30.5 | 26.5 |
▽<%) | 72.5 | 80 | 32 | 79.5 |
洧体粘度 | 220 | |||
修正系数h | 0.95 | 0.95 | 0,95 | 0.95 |
0.96 | 0.94 | 0.92 | 0.89 | |
0.635 | 0.635 | 0,635 | 0.635 | |
输油时a/M/h) | 97 | 131 | 163 | 196 |
Hym | 33.4 | 31r0 | 28.0 | 23.3 |
) | 46.0 | 50.8 | 52.1 | 50.5 |
液体密度呀 | 900 | |||
输油时Pytw | 17.3 | 19.3 | 21.3 | 21.9 |
(3)第三种性能换算图表(图2-10、表2-17)用此图表求修正系数时,认为流量在0.8〜1.2仏范围内时各修正系数均为常数。当介质粘度不大时,此图表的修正系数较接近于实际情况;如当粘度较大时,修正系数偏低。但此图表上有介质拈度对泵汽蚀余量的修正曲线,这是上两个图表上所没有的。
表2^17性能換算 | |||
项 目 | 0.8^j | 1种 | |
输水时0/(mVh) | 3200 | 4000 | 娜 |
H/m | 245 | 216 | 165 |
83 | 87 | 82.5 | |
液体粘度iV(c^A) | 0.8 | ||
有效直径A/cm | 37.7 | ||
雷诺数& | 36800 | ||
修正系数 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
1.0 | 1.0 | 1.0 | |
0.97 | 0.97 | 0.97 | |
输油时Pj/(n^/h) | 3200 | 4000 | 4800 |
H^m | 245 | 216 | 165 |
T}v(^>) | 80.5 | 843 | SO |
第H种性能换算图表的应用实例:确定某离心泵抽送y=〇.8cmVs、>^870kg/ni3原油时的特性曲线。已知Z)2 = 470mm、>2 = 84胃1,抽送常温清水时的特性曲线如图2-11中实线所示。在图表h第一步作D2和fc2的连线,与DD标尺相交,求出= 37.7cm;第二步做和设计流量(?j=4O0〇m3/h的连线,与辅助标尺相交;第三步作w=0.8cm2/s与辅助尺交点的连线,并延长与雷诺数标尺相交,并从这个交点作水平线,就得到修正系数
心=1.0、知= 1.0、心=0.97、4 = 1.04。计算结果列于表2-17和图2-11上.
(4)第四种性能换算图表图2-12是雷诺数计算图,图2-13是修正系数图。这种性能换算图表适用于高速泵的性能换算。
第四种性能换算图表应用实例:
已知某髙速泵用来抽送常温淸水时设计工况下的仏=3〇m3/h、% = 1000m、= 50%、换算用来抽送粘度"=50cP, = 800kg/m3液体的性能。
在图2-12上的流量标尺和揚程标尺上找到0 = 30it^/h和H = 1000m的两点,此两点连线与辅助尺4相交;在密度标尺和粘度标尺上找到(0=0.8 (t/m3)和;/=50cP的两点,此两点连线与辅助尺S相交;将辅助尺I, B上的两个交点连线与雷诺数标尺的交点,即可得到雷诺数,再根据雷诺数在图2-13上可査得各修正系数,XQ=1、i:H =0.97、& = 0.80,计算可得到抽送粘性介质时的性能,R= 30m3/h、/^=97〇111、7;二40%a