Исследование влияния вязкости откачиваемой среды на напорно- расходную характеристику работы электроцентробежного насоса

При проведении исследований на экспериментальной лабораторной установке были получены результаты определения зависимости напора от подачи насоса при откачке вязкой смеси (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 - Напорно-расходная характеристика стендового насоса при работе

на частоте двигателя 50 Гц Как видно из графика, уже при двукратном увеличении вязкости откачиваемой продукции происходит существенное снижение напорно-расходной

характеристики. По напору снижение достигает 8%, а по подаче до 15%. Дальнейшее увеличение вязкости смеси приводит к многократному снижению напора и подачи насоса до 45% и 50% соответственно, тем самым переводит рабочую характеристику насоса в низкоэффективную левую зону. Для оценки влияния частотного регулирования на напорно-расходные характеристики были проведены эксперименты с частотами в диапазоне от 30 Гц до 60 Гц. Далее, на основе полученных результатов, по формулам (3.1-3.2) и (3.5-3.6) были произведены расчеты корректировочных коэффициентов.

Результаты   сопоставления  экспериментальных  и   расчетных корректировочных коэффициентов подачи и напора насоса в диапазоне частоты привода от 30 Гц до 60 Гц представлены в таблицах 3.3, 3.4. Графические зависимости указанных параметров представлены в приложении А. Таблица 3.3- Результаты определения экспериментальных и расчетных

корректировочных коэффициентов подачи насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Частота привода насоса, Гц	Кратность увеличения вязкости	эксп	расч	Разница в эксп. и расч. значениях, д.ед	Отн. разница в эксп. и расч. значениях, %
30	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,68	0,92	-0,24	-25,86
	6	0,55	0,80	-0,25	-31,41
	10	0,50	0,69	-0,19	-28,07
	18	0,35	0,55	-0,20	-36,49
	26	0,22	0,47	-0,25	-53,59
40	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,98	0,93	0,05	5,35
	6	0,78	0,83	-0,05	-6,58
	10	0,70	0,73	-0,03	-4,18
	18	0,57	0,60	-0,03	-5,51
	26	0,42	0,51	-0,09	-17,57
50	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,96	0,95	0,01	1,53
	6	0,86	0,86	0,00	-0,21
	10	0,75	0,78	-0,02	-3,07
	18	0,64	0,66	-0,02	-3,12
	26	0,53	0,58	-0,05	-8,61
55	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,97	0,95	0,02	2,30
	6	0,91	0,86	0,04	5,16
	10	0,88	0,78	0,10	12,59
	18	0,78	0,66	0,12	18,35
	26	0,70	0,58	0,12	21,10

Продолжение таблицы 3.3

 

 

 

 

 

 

Частота привода насоса, Гц	Кратность увеличения вязкости	эксп	расч	Разница в эксп. и расч. значениях, д.ед	Отн. разница в эксп. и расч. значениях, %
60	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,99	0,95	0,04	4,38
	6	0,92	0,88	0,05	5,47
	10	0,89	0,80	0,10	12,17
	18	0,78	0,68	0,10	14,67
	26	0,68	0,60	0,08	13,10

Таблица 3.4- Результаты определения экспериментальных и расчетных корректировочных коэффициентов напора насоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Частота привода насоса, Гц	Кратность увеличения вязкости	эксп	-*vff расч	Разница в эксп. и расч. значениях, д.ед	Разница в эксп. и расч. значениях, %
30	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,83	0,90	-0,07	-7,48
	6	0,79	0,84	-0,05	-5,98
	10	0,77	0,80	-0,03	-3,98
	18	0,66	0,75	-0,09	-11,36
	26	0,53	0,71	-0,18	-25,72
40	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,94	0,91	0,03	3,17
	6	0,89	0,86	0,03	4,02
	10	0,86	0,81	0,04	5,50
	18	0,78	0,77	0,01	1,48
	26	0,66	0,73	-0,08	-10,52
50	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,99	0,92	0,07	8,05
	6	0,96	0,87	0,09	10,16
	10	0,92	0,83	0,08	10,08
	18	0,81	0,79	0,02	2,21
	26	0,70	0,76	-0,05	-7,00
55	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,89	0,92	-0,03	-3,05
	6	0,71	0,87	-0,17	-19,00
	10	0,64	0,83	-0,19	-22,78
	18	0,48	0,79	-0,31	-39,19
	26	0,37	0,76	-0,39	-51,83
60	1	1,00	1,00	0,00	0,00
	2	0,65	0,92	-0,28	-29,83
	6	0,51	0,88	-0,36	-41,52
	10	0,47	0,84	-0,37	-44,35
	18	0,35	0,80	-0,45	-56,28
	26	0,27	0,77	-0,50	-65,42

Проводя анализ таблиц 3.3 и 3.4, можно сделать вывод, что наибольшая сходимость между экспериментальными корректировочными коэффициентами и

расчетными при оценке подачи насоса соответствует промышленной частоте 50 Гц. При меньших частотах привода наблюдается большое отклонение (до 50%), расчетные корректировочные коэффициенты имеют завышенные значения, а при больших частотах - наоборот заниженные. Таким образом, по результатам экспериментов можно говорить о том, что пересчетные коэффициенты по методике П.Д. Ляпкова справедливы при работе насосов на частоте 50 Гц.

На рисунке 3.3 представлена зависимость экспериментально полученных корректировочных коэффициентов напора от кратности увеличения вязкости перекачиваемой среды.

Рисунок 3.3 - Экспериментально полученные корректировочные коэффициенты

напора насоса при перекачке вязких смесей Постепенный разгон привода ЭЦН до промышленной частоты 50 Гц позволяет достичь максимальных значений номинальных напоров, однако при дальнейшем увеличении частоты происходит резкое снижение значений данного параметра, по отношению к паспортной характеристике. Таким образом, меньшие потери по напору до 15% будут достигнуты при работе насоса на частоте 50 Гц. Однако при оценке полезной мощности установки ЭЦН задаются произведением

 

напора и подачи, поэтому необходимо проанализировать и вторую составляющую данного произведения.

На рисунке 3.4 представлена зависимость экспериментально полученных корректировочных коэффициентов подачи от кратности увеличения вязкости.

Рисунок 3.4 - Экспериментально полученные корректировочные коэффициенты

подачи насоса при перекачке вязких смесей Как видно из графика 3.4, на всех исследуемых частотах резкое изменение подачи насоса наблюдается до десятикратного увеличения вязкости. При работе насоса в диапазоне кратности вязкости от 10 до 26 подача изменяется по линейному закону. На частоте 60 Гц наблюдается не значительное отклонение в подаче по отношению к 55 Гц. Это говорит о том, что с точки зрения выбора номинальной частоты целесообразнее использовать 55 Гц, так как при этом будут затрачены меньшие энергетические ресурсы.