Влияние вязкости на характеристики насоса

Влияние вязкости жидкости на характеристики насоса.

Как меняются характеристик насоса при перекачивании жидкостей с вязкостью и плотностью отличными от воды.

Влияние вязкости жидкости на характеристики насоса.

Характеристики центробежного насоса на вязкой жидкости будут отличаться от характеристик на воде.
В каталогах производители приводят характеристики на воде. Параметрические испытания насосов проводятся на воде.
Напор, подача и КПД насоса уменьшаются с увеличением вязкости.
Мощность и кавитационный запас увеличиваются. Увеличивается пусковой момент.
Существуют разные методики пересчета характеристик насоса с воды на вязкие жидкости. Наиболее распространенная - методикаГидравлического института США. Методика представляет собой обобщенный метод прогнозирования характеристик центробежных насосов на вязких ньютоновских жидкостях, применяя поправочные коэффициенты напора, расхода и эффективности к производительности на воде. В нем используется эмпирический метод, основанный на данных испытаний, полученных из источников по всему миру. Пересчет характеристик по методике ГИ является приблизительными. Для конкретной геометрии насоса и условий потока существует множество факторов, которые метод не учитывает.
Он не применим для насосов с высоким ns (осевые и диагональные насосы) или для насосов специальной конструкции. Методика применима только к проточной части насоса. Насосы, которые включают в себя внешние трубопроводы, всасывающий колонну для вертикальных насосов, нагнетательную колонну или другие приспособления для подачи жидкости к насосному элементу или от него, требуют дополнительного учета вязких потерь.

Характеристики в каталогах приводятся для воды вязкостью 1 сСт.
Практически все насосы динамического типа испытываются на воде.

Для пересчёта необходимо запросить производителя характеристики с учетом вязкости реальной жидкости.

Методики для пересчета характеристик насоса с учёта вязкости жидкости:
1.ГОСТ 33967-2016 (ISO/TR 17766:2005, NEQ) «НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ» Поправки к рабочим характеристикам.
2.ГОСТ 6134-2007 «Насос динамические». Методы испытаний.
3.Стандарт Гидравлического института США. Rotodynamic Pumps Guideline for Effects of Liquid Viscosity on Performance. (Динамические насосы Руководство по влиянию вязкости жидкости на характеристики).

Причины изменения характеристик насоса. Дисковые потери.

Чем больше вязкость жидкости, тем больше потери, связанные с трением жидкости о диски рабочего колеса.
Чем больше диаметр колеса (поверхность дисков) больше влияние вязкости.

Характеристики насосоа типа Д при перекачивании жидкости вязкостью 1 сСт (вода).

Характеристики насоса типа Д при перекачивании жидкости вязкостью 100 сСт (минеральное масло при низкой температуре).

Параметры насоса	1 сСт	100 сСт
Мощность, кВт	541	578
КПД, %	86,61	81
Напор, м	90	90

Выводы:

Мощность насоса растет. Необходимо учесть при выборе мощности электродвигателя.
КПД снижается.
В каталогах приводятся характеристики на воде. Насосы испытываются на воде. Если требуется необходимо запрашивать поставщика характеристики на реальной жидкости.
Элементы насоса и привод насоса (электродвигатель, муфта между насосом и приводом) должны быть рассчитаны на более высокий пусковой и рабочий крутящий момент, а также количество пусков в час может быть скорректировано.
Элементы уплотнений могут испытывать более высокие нагрузки, чем при работе с водой. Отверстия, фильтры, трубопроводы в системах уплотнений могут закупориться или перестать пропускать жидкость при работе с вязкими жидкостями. В качестве решения предусмотреть обогрев.
Герметичные насосы (бессальниковые) с магнитной муфтой или капсулированными электродвигателями при работе с вязкими жидкостями необходимо обратить внимание. Дополнительное вязкое сопротивление из-за погружения деталей привода и подшипников приведет к увеличению потерь, что приведет к снижению КПД, увеличению потребления энергии и повышению требований к пусковому моменту. Кроме того, уменьшится поток охлаждения/смазки к двигателю или магнитной муфте и подшипникам. Необходимо также учитывать повышение температуры, вызванное увеличением потерь и уменьшением потока охлаждения.
Вязкость жидкости меняется с изменением температуры. При минимальной температуре вязкость жидкости будет максимальной или застыть в насосе.
При «холодном» пуске вязкость может иметь высокое значение, что может привести к следующим последствиям - невозможности запустить насос (недостаточно мощности электродвигателя), проблемы с кавитацией (насос не сможет всосать жидкость), механические повреждения торцовых уплотнений, возможные повреждения лопаток рабочего колеса. В таких случаях необходимо разогревать насос (пропаривать).

Влияние плотности жидкости на характеристики насоса.

Как меняются характеристик насоса при перекачивании жидкостей с плотностью отличными от воды.

Полезная мощность насоса. Мощность потока жидкости на выходе из насоса.
Напор насоса не зависит от плотности жидкости.

Полезная мощность насоса. Мощность потока жидкости на выходе из насоса.

Характеристика насоса Д при перекачивании жидкости плотностью 1000 кг/м³ (вода).

Характеристика насоса Д при перекачивании жидкости плотностью 1100 кг/м³ (вода с механическими примесями).

Параметры насоса	1000 кг/м3	1100 кг/м3
Мощность, кВт	541	596
КПД, %	86,61	86,61
Напор, м	90	90

Выводы:

Мощность насоса растет.
Необходимо учесть при выборе мощности электродвигателя.
В каталогах приводятся характеристики на воде. Если требуется необходимо запрашивать поставщика характеристики на реальной жидкости.
Привод насоса, например, электродвигатель, и муфта между насосом и приводом должны быть рассчитаны на более высокий пусковой и рабочий крутящий момент, а также циклы пуска, требуемые при эксплуатации.

Напорная характеристика Q-H насоса.

Напорная характеристика насоса

Мощностная характеристика насоса

Мощность насоса

Характеристика КПД.

КПД насоса.

Характеристика насосной системы.

Рабочая точка насоса.

Режим работы насоса.

Коэффициент быстроходности Ns

Коэффициент подобия насосов.

Влияние вязкости и плотности на характеристики

Изменение характеристик при изменении свойств жидкости

Переразмеривание насосов.

Выбор насоса с большими параметрами.