Влияние плотности и вязкости жидкости на комплексную характеристику насоса
Комплексная характеристика насоса, представляемая в справочниках, часто относится к воде, на которой производят заводские испытания насоса. В действительных условиях насос можно использовать для перекачки весьма разнообразных жидкостей, физические свойства которых, в частности плотность (для светлых нефтепродуктов) и вязкость (для темных нефтепродуктов), могут значительно отличаться от воды.
Светлые нефтепродукты (бензин, керосин, лигроин) имеют вязкость, отличающуюся от воды в такой степени, что это почти не сказывается на характеристике насоса. Однако снижение плотности на 20 – 25 % по сравнению с водой приводит к изменению рабочих показателей насоса, так как все мощности и потери мощности в насосе уменьшаются пропорционально плотности жидкости, за исключением механических потерь, которые от нее не зависят.
Темные нефтепродукты (нефть, мазут, гудрон) могут иметь вязкость в десятки раз выше вязкости воды, вследствие чего возрастают гидравлические потери в насосе.
Коэффициент полезного действия насоса при перекачке вязких жидкостей всегда уменьшается, а оптимальный режим смещается в сторону меньших производительностей.
В связи с этим в ряде случаев необходимо производить пересчет характеристик выбранного насоса с воды на вязкую жидкость.
Внимание. Пересчет производится насоса, а не всасывающего и нагнетательного трубопроводов.
Быстроходность насосов
Одним из показателей, широко используемых, для оценки центробежных насосов является коэффициент быстроходности. Коэффициентом быстроходности колеса насоса называется число оборотов такого эталонного колеса, которое геометрически подобно рассматриваемому, имеет одинаковый с ним к.п.д. и создает напор Н = 1 м при гидравлической мощности 1 кВт.
Коэффициент быстроходности определяют по зависимости:
ns
=
,
(8)
где Q – подача насоса в режиме максимального к.п.д.; Н – высота, на которую может быть поднята жидкость насосом в режиме максимального к.п.д.; n – число оборотов колеса в секунду.
По величине коэффициента быстроходности центробежные насосы подразделяют на тихоходные, нормальной быстроходности и быстроходные. Тихоходные центробежные насосы имеют коэффициент быстроходности ns = 40 80, нормальной быстроходности - ns = 80 150 и быстроходные - ns = 150 300. У диагональных и осевых насосов коэффициент быстроходности ns = 300 600 и ns = 600 1200 соответственно. Тихоходные насосы всегда используются при высоких напорах, а быстроходные – при низких напорах.
Коэффициент быстроходности ns в большой степени определяет и форму рабочего колеса. На рис. 8 приведены типы колес различной быстроходности.
Рис. 8. Типы колес различной быстроходности.
I — колесо тихоходного центробежного нacoca; ns = 50 80; D2/D1 = 2,5; II - колесо нормального центробежного нacoca; ns = 80 150; D2/D1 = 2; III - колесо быстроходного центробежного нacoca; ns = 150 300; D2/D1 = 1,8 1,4; IV - колесо диагонального нacoca; ns = 300 600; D2/D1 = 1,2 1,1; V - колесо осевого нacoca; ns = 600 1200; D2/D1 = 0,8.