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 О и напор Н насоса не зависят от плотности подаваемой жидкости, и характеристика О - 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 вязких сырых нефтей и нефтепродуктов потери мощности насоса резко увеличиваются и КПД насоса уменьшается, несмотря на увеличение объемного КПД в результате уменьшения объемных потерь. При увеличении вязкости подаваемой жидкости уменьшаются напор и подача насоса и характеристика Q-Нснижается.

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 предложено несколько методов. В большинстве методов используются пересчетные коэффициенты для подачи Kqv напора Кнv. и КПД Kηv насоса. Зная технические показатели насоса при подаче им воды (с индексом В), можно определить новые технические показатели при подаче вязкой жидкости (с индексом v) по формулам: