|
Изменение насосных характеристикПри выборе насоса для перекачки нефти может возникнуть необходимость изменить гидравлические характеристики насоса. Такие изменения обычно производятся путем замены рабочего колеса насоса на рабочее колесо другого диаметра (большего или меньшего), изменения скорости вращения рабочего колеса насоса или отвода части нефти из нагнетательной линии во всасывающую линию. Замена рабочего колесаЗамена рабочего колеса приведет к изменению характеристик (Q - H) насоса. Предположим, что исходное рабочее колесо имеет диаметр D0 и его характеристики имеют следующий вид: H = F(Q), то замена рабочего колеса на рабочее колесо большего диаметра приведет к следующему: Это означает, что диаграмма характеристик насоса будет расширяться в (D1/D0)2 раза в направлении оси напора и (D1/D0) раз в направлении оси расхода. В частности, если F = a - bQ2, то рабочие характеристики после замены рабочего колеса будут следующими: Изменение числа оборотов ротора нагнетателяЕсли скорость вращения рабочего колеса центробежного нагнетателя изменяется, то изменяются и характеристика насоса (Q - H). Если номинальная скорость равна n0 об/мин, а измененная скорость равна n1 об/мин, то новые рабочие характеристики насоса будут следующими: Другими словами, график, показывающий характеристики насоса, удлинится в (n1/n0)2 раза в направлении оси напора и в (n1/n0) раз в направлении оси расхода. В частности, если F = a - bQ2, то рабочие характеристики центробежного насоса после изменения частоты вращения выглядят следующим образом: Дополнительные поясненияПри изменении диаметра или скорости рабочего колеса и при отклонении характеристик перекачиваемой жидкости от характеристик воды, обычно указываемых кривой производительности, правила изменения производительности центробежного нагнетателя следуют общим понятиям определения размеров, подобия и моделирования. В общем случае перепад давления Δp, создаваемый нагнетателем данной конструкции, зависит от скорости v, диаметра D и числа оборотов n(n = ω/2π) последнего, от плотности ρ и вязкости ν перекачиваемой жидкости, т.е. Δp = f(v,D,n,ρ,ν). Согласно теории размерностей, в частности π-теореме Букингема, эта зависимость может быть выражена в безразмерных терминах: Переходя к дифференциальному напору H = Δp/ρg, получаем: ПО аналогии для изменения характеристики N(Q) мощности нагнетателя при изменении частоты вращения n его рабочего колеса или его диаметра D можно получить зависимость: Характеристика n(Q) КПД нагнетателя может быть представлена (правда, только приблизительно) соотношением: Зависимость характеристик нагнетателя от плотности перекачиваемой жидкостиДифференциальный гидравлический напор нагнетателя не зависит от плотности перекачиваемой жидкости, так как плотность ρ перекачиваемой жидкости не входит в функциональную зависимость. В то же время мощность нагнетателя (при прочих равных параметрах) пропорциональна плотности перекачиваемой жидкости: Зависимость характеристик нагнетателя от вязкости перекачиваемой жидкостиЭффективность нагнетателя зависит от вязкости перекачиваемой жидкости. Второй параметр nD2/ν функциональной зависимости можно назвать числом Рейнольдса Re = (nD)D/ν = nD2/ν, где nD - характерная скорость жидкости, выходящей из рабочего колеса. Этот параметр учитывает влияние вязкости перекачиваемой жидкости на величину потерь энергии в самом нагнетателе, т.е. сопротивление fτ(Q) в параметрической зависимости. Исследованиями установлено, что:
Изменение характеристик насоса методом перепускаХарактеристики центробежного нагнетателя также могут быть изменены с помощью байпаса. Байпас означает возврат части нефти из нагнетательной линии (линии высокого давления) во всасывающую линию (линию низкого давления). Если расход нефти из нагнетательной линии обратно во всасывающую линию составляет qп, то производительность насоса равна Q + qп. Тогда характеристики (Q - H) насоса могут быть выражены следующим образом: При изменении аргумента функции для определенных значений qп > 0 (qп = const) можно заметить, что напор H уменьшается для каждого значения расхода Q, развиваемого насосом, так как известно, что график смещается влево вдоль оси Q пропорционально. Характеристики насоса выражаются уравнением F(Q) = a-bQ2 для насосов, имеющих масляный байпас от нагнетательной трубы до всасывающей трубы. Очевидно, что график измененной характеристики насоса лежит ниже графика исходной характеристики того же насоса.
|
|