離心泵特性曲線換算圖在實際中的應用

1、離心泵輸送黏度不同的流體時，其特性曲線隨輸送介質的不同而發生變化

目前國內外常用的換算方法有蘇聯國家石油機械研究設計院的標準曲線法、美國水力學會的圖線換算法(圖1)和德國KSB公司的換算方法，三者的共同特征是在大量實驗的基礎上，給出各性能曲線的修正系數圖并以此進行換算。本文通過實驗研究了離心泵輸送黏性流體時的性能，并將實驗結果與美國水力學會(AH I) 黏度換算曲線進行了對比，來驗證在輸送復雜性流體時該換算曲線是否適用。

2、實驗原理

2 . 1 離心泵的泵性曲線

實驗的主要目的是得出離心泵組的實際性能曲線，分別是H-Q、N-Q及n -Q三條性能曲線，每條性能曲線都有其各自的用途。

(1) H- Q性能曲線有"陡降" 、"平坦"和"駝峰"之分，特別是駝峰型曲線，因為在該曲線上得zui髙點的左側線段上，泵的工作點是不穩定的跳來跳去，導致管路中產生周期性的水擊、噪聲和振動等，這就是離心泵的喘振現象。

(2) 離心泵的N-Q的性能曲線是合理選擇驅動機功率和操作住啟動泵的依據。N-Q特性給出各流量Q對應的功率N的大小，根據需要可以選用驅動機的功率。從N-Q性能曲線上還可看出在哪種情況下軸功率zui小。泵啟動時，應選在消耗功率zui小的工況下，以減小啟動電流，保護電動機。

(3) 離心泵的n -Q性能曲線是檢查泵的工作經濟性的依據。根據n -Q特性可知泵在什么工況下工作效率是zui髙的。

2 . 2 輸送黏性液體離心泵性能曲線的換算

目前，未有成熟的純理論推導方法地得到抽送黏性液體的泵性能曲線。常用的換算方法有蘇聯國家石油機械研究設計院的標準曲線法、美國水力學會的圖線換算法(圖1)和德國KSB公司的換算方法，三者的共同特征是在大量實驗的基礎上，給出各性能曲線的修正系數圖并以此進行換算。

應用較廣的圖表換算法是從美國水力學會的圖線換算法轉化而來的，圖表換算法具有快速直觀的特點，應用時必須通過查圖表和進行手工計算，得知換算系數，通過計算能直接得出泵的工作參數，如zui大流量、zui大揚程、髙效點和zui大軸功率，可為公司在以后該線輸送混油提供一定的參考依據。

3、實驗方法

3 . 1 實驗泵

本次實驗用的是250GDKS120x2型泵，該泵為首級雙吸、水平中開式兩級離心泵，可以供輸送溫度不髙于80°C的原油、成品油及其他石油產品之用，也用于輸送不含雜質，無腐蝕的其他介質。
3.2 250GDKS120x2型離心泵在常溫清水條件下的性能參數

3.3 實驗輸送油品物性參數

表1 701外輸泵性能參數

表2 實驗輸送油品物性表

4、實驗數據處理及分析

相關計算得出，實驗泵的比轉速ns=72.82r/s，得出該類型的葉片泵為低比轉速型離心泵。

4.1 實驗結果

4.1.1 H-Q性能曲線

圖2 H-Q性能曲線

圖3 N-Q性能曲線

圖4 n-Q性能曲線

由圖2 、圖3 、圖4 中可以看出，在輸送水、稀油50%混油和55%混油五種介質時，隨著介質黏性的增加，會出現：(1)同流量下離心泵組輸送不同介質時的揚程降低，駝峰現象也越來越明顯；(2) 泵的軸功率曲線逐漸向上移動，曲線也越來越陡，泵在額定功率下的流量也越來小泵的效率曲線逐漸降低，且過了髙效點后曲線下降的幅度越來越明顯。

4 . 3 計算結果
(1) 該離心泵輸送不同油品的系數，見表3。
表3 不同油品系數

(2) 根據美國水力學會離心泵換算圖查出的不同油品系數，見表4。
表4 查出的不同油品系數

通過對實驗結果分析及參數計算，與美國水力學會的粘度換算圖進行比對，揚程系數和效率系數與實驗數值的誤差都在±5% ; 由于原油是復雜性流體，影響因素較多，流量系數受其影響較大，實驗結果的偏差也較大；因此離心泵在輸送不同復雜程度的流體時，楊程系數和效率系數適用該換算圖，流量系數只有在特定的流體中才適用。