●粘度對離心泵性能影響最新標(biāo)準(zhǔn)初析及粘液泵選型經(jīng)驗(yàn)

1、粘度對離心泵性能影響最新標(biāo)準(zhǔn)的初析及粘液泵的選型經(jīng)驗(yàn)魏宗勝1,項(xiàng)彳2（1.中國成達(dá)工程公司，成都610041;2,江蘇海獅泵業(yè)制造有限公司，靖江214537）摘要：本文介紹了ANSI/HI9.6.7-2010標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)參數(shù)B用正、逆運(yùn)算計(jì)算流量、揚(yáng)程、效率修正系數(shù)的方法。分析了用離心泵輸送粘液時新舊標(biāo)準(zhǔn)修正的差別。引用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算，證明了離心泵輸送粘液時，轉(zhuǎn)速升高，效率修正系數(shù)增大，因此，在滿足防汽蝕的條件下，應(yīng)采用較高轉(zhuǎn)速。引用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算表明，離心泵輸送大流量高粘度介質(zhì)時，效率修正系數(shù)應(yīng)加大。討論了粘度對NPSH3勺影響及其計(jì)算方法。根據(jù)近年來的工程經(jīng)驗(yàn)，對離心泵、旋殼泵用于輸送粘液的若

2、干問題加以總結(jié)，以期粘液泵的選型做到快捷、可靠、經(jīng)濟(jì)。關(guān)鍵詞：粘度；修正系數(shù)；NPSH3慎正；ANSI標(biāo)準(zhǔn)；粘液泵；選型石化、輕工等行業(yè)經(jīng)常遇到粘度比水大的液體，離心泵選型時，因泵的性能曲線圖均用常溫清水測試得到的，因此應(yīng)按粘液工況進(jìn)行修正，查取流量、揚(yáng)程和效率的修正系數(shù)，選出相當(dāng)?shù)那逅阅鼙?，三個修正系數(shù)的取值就決定了粘液泵的選型正確與否。目前國內(nèi)廣泛采用的美國水力學(xué)會離心泵輸送粘性介質(zhì)性能修正標(biāo)準(zhǔn)1,2是依據(jù)1960年前小型油泵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編制的。試驗(yàn)油泵的流量小，揚(yáng)程不高，油粘度范圍也很窄，用外推法繪制出的性能修正系數(shù)圖中流量和粘度范圍太大，缺乏足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。兩張性能修正系數(shù)圖上，流量

3、用對數(shù)坐標(biāo)，揚(yáng)程線和粘度線不規(guī)則排列，使用時插值不準(zhǔn)，誤差大，人工繪制輸送粘液的性能曲線圖，速度慢。國內(nèi)外大量的實(shí)驗(yàn)研究和工程實(shí)踐證明，輸送大流量高粘度粘液時，舊標(biāo)準(zhǔn)過于保守，也未考慮轉(zhuǎn)速的影響，造成所選泵和電機(jī)過大，不經(jīng)濟(jì)。舊標(biāo)準(zhǔn)也未涉及必'需汽蝕余量NPSH3的修正。為改進(jìn)已用了四十多年的泵送粘液的性能修正舊標(biāo)準(zhǔn)，美國水力學(xué)會組建了有世界十多家著名泵和化工公司參加的編制組，采納了全球多年來大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)和研究成果，使編制的新標(biāo)準(zhǔn)有輸送粘液的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐，該標(biāo)準(zhǔn)提出了性能修正的正、逆運(yùn)算及汽蝕余量NPSH3修正的計(jì)算式，適應(yīng)了電算之需。新標(biāo)準(zhǔn)于2010年12月23日被美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)

4、會批準(zhǔn)3。1ANSI/HI9.6.7-201CB準(zhǔn)性能修正計(jì)算方法簡介該標(biāo)準(zhǔn)性能修正系數(shù)的計(jì)算采用數(shù)學(xué)公式，避免了因插值法產(chǎn)生的誤差，另一亮點(diǎn)是對大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時引入了參數(shù)B,它綜合考慮了泵的雷諾數(shù)和比轉(zhuǎn)速對泵性能修正的影響，流量、揚(yáng)程和效率三個修正系數(shù)與參數(shù)B的關(guān)系用兩張圖來表示。參數(shù)B的計(jì)算式連同此兩圖就能直觀、形象地顯示各個物理量之間的數(shù)量關(guān)系。用新標(biāo)準(zhǔn)能快速、定量地計(jì)算出粘度、流量、轉(zhuǎn)速對修正系數(shù)的影響結(jié)果，便于準(zhǔn)確給出粘液泵的優(yōu)化選型方案。新標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算分兩種，一是已知離心泵的清水性能，計(jì)算輸送給定粘度介質(zhì)時泵的性能（正運(yùn)算）；二是對給定的粘液的流量、揚(yáng)程和粘度，選擇相應(yīng)的清水性能的離

5、心泵（逆運(yùn)算）。1.1 已知離心泵清水性能，計(jì)算粘液工況性能（正運(yùn)算）計(jì)算步驟： .計(jì)算參數(shù)B:B=16.5Ms)0'(Hbep/06250375025(Qbep_w)N（公式1）式中Qbep-w水工況最高效率點(diǎn)流量，m3/h;Hbep-w水工況最高效率點(diǎn)揚(yáng)程，m；Vvis介質(zhì)粘度，mm2/s;N泵轉(zhuǎn)速，rpm。此式中，粘度對參數(shù)B的影響最大，參數(shù)B與粘度的0.5次方成正比，從圖1和2可看出，參數(shù)B越大,流量、揚(yáng)程和效率三個修正系數(shù)越小，而參數(shù)B與流量的0.375次方和轉(zhuǎn)速的0.25次方成反比，流量大或如B值大于40,不建議使用外推法，因此2010年ANSI批準(zhǔn)版取消了參數(shù)B大于40右

6、側(cè)的曲線3。 .計(jì)算流量修正系數(shù)Cq：3150.165（logB）315/八ic、Cq=e（公式2）式中e自然對數(shù)函數(shù)底數(shù)，e=2.71828;泵送粘液時的流量按下式計(jì)算：Qvis=CQ>Qw（公式3）式中Qvis粘性工況流量，m3/h；Qw水工況流重,m/ho各種流量點(diǎn)的流量修正系數(shù)CQ取為相同。 .計(jì)算揚(yáng)程修正系數(shù)Ch：Ch=1-(1-Cbep)(-Q)0.75(公式4)Qbep_wm:網(wǎng)二任叩國qq擊J5-Chvl珊iwlwitor，H轉(zhuǎn)速高有利于減輕粘性介質(zhì)的有害影響，而揚(yáng)程的影響很小。式中Cbep-h水工況最高效率點(diǎn)的揚(yáng)程修正系數(shù)，取為等于流量修正系數(shù)Cq泵送粘液時的揚(yáng)程按下式

7、計(jì)算：Hvis=Ch>Hw（公式5）式中Hvis粘性工況揚(yáng)程，m； .計(jì)算效率修正系數(shù)C”：_0.69Ct|=B<0.0547兆）（公式6）泵送粘液時的效率修正系數(shù)按下式計(jì)算:圖1流量修正系數(shù)CQ、揚(yáng)程修正系數(shù)CH與參數(shù)B的關(guān)系圖（ANSI/HI9.6.7-2004報批版）部牌h1SMAJ*的由帙：$7必i"Figure9.S.7.eCkart川comclRnfaclwforCq圖2效率修正系數(shù)C與參數(shù)B的關(guān)系圖Tvis=CTXw（公式7）式中Wis粘性工況的效率；詠水工況的效率。流量、揚(yáng)程、效率修正系數(shù)也可按參數(shù)B,從圖1、2中查取。.計(jì)算粘性工況的軸功率Pvis：(A

8、NSI/HI9.6.7-2004報批版)RsQvisHviss367vis（公式8）美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會在審批圖1、2時認(rèn)為，該標(biāo)式中Pvis粘性工況的軸功率，kW;準(zhǔn)中的性能修正公式是依據(jù)B值35以下的試驗(yàn)數(shù)據(jù),s粘液的比重舉例：已知ZA80-250泵的清水性能，計(jì)算輸送粘度為75mm2/s粘液時泵的性能流量點(diǎn)0.6Qbep0.8QbepQbep1.2Qbep清水性能流量Qw,m3/h76.5102127.5153揚(yáng)程Hw,m9690.58267效率Tw,%6471.57471轉(zhuǎn)速n,rpm2950運(yùn)動粘度，mm2/s75粘液比重0.9表1清水性能同工業(yè)泵選用手冊，表2-38之例2（0.547B

9、0,69）Cq=B（公式13）根據(jù)相應(yīng)的清水效率，按下式計(jì)算粘性工況的效率：is=CrXYw（公式14）.計(jì)算粘性工況的軸功率Pvis：Rs=Qvis-H（公式15）367vis參數(shù)B4.146修正系數(shù)流量修正球Cq0.965效率修正球C”0.813揚(yáng)程修正球Ch0.9760.9700.9650.959粘液性能流量Qvis,m3/h73.898.4123147.6揚(yáng)程Hvis,m93.787.879.164.3效率Tvis,%52.058.160.157.7軸功率Pvis,kW32.636.439.740.3計(jì)算結(jié)果1.3ANSI/HI9.6.7-2010標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍泵型：單級和多級離心泵，

10、比轉(zhuǎn)數(shù)ns<60（相當(dāng)于中國60/3.65）介質(zhì)：牛頓型流體，運(yùn)動粘度14000mm2/s。參數(shù)B:1<B<40。1.2已知粘性工況性能，計(jì)算相當(dāng)?shù)那逅玫男阅埽孢\(yùn)算）工程應(yīng)用時已知粘液的流量、揚(yáng)程、粘度、密度等條件，如何選相應(yīng)的清水性能的離心泵。此方法更適合工程應(yīng)用。計(jì)算步驟如下:.計(jì)算參數(shù)B:B=2.8(Vvis)0.5-0,250,125(Qvis)(Hvis).計(jì)算流量、揚(yáng)程修正系數(shù)（公式9）Cq、Ch：Cq-Ch二(e)0.165(logi0B)3,15（公式10）.計(jì)算相應(yīng)的清水性能的流量、揚(yáng)程Qw=QvisQ（公式11）Hw=Hvis-CH（公式12）.根據(jù)相

11、應(yīng)的清水性能，選擇合適的泵規(guī)格2離心式粘液泵采用較高轉(zhuǎn)速有利舊標(biāo)準(zhǔn)性能修正未考慮轉(zhuǎn)速對泵送粘液時性能的影響。有些人認(rèn)為粘性高，摩擦損失大，輸送粘液的離心泵應(yīng)采用慢轉(zhuǎn)速。對同一臺泵，轉(zhuǎn)速升高時摩擦損失大，這是正確的，但對于規(guī)定的流量、揚(yáng)程和液體粘度，設(shè)計(jì)單位或用戶有時規(guī)定用慢速泵就錯了。目前雖然國內(nèi)仍廣泛采用美國水力學(xué)會離心泵輸送粘性介質(zhì)性能修正的標(biāo)準(zhǔn)中未考慮轉(zhuǎn)速的影響，但國內(nèi)外早已有不少實(shí)驗(yàn)研究表明，離心泵輸送粘性介質(zhì)時，如能提高轉(zhuǎn)速，對提高泵的效率有利。石油大學(xué)薛敦松教授等人的實(shí)驗(yàn)研究表明，在輸送高粘度油品時，如能提高轉(zhuǎn)速，對改進(jìn)油泵的效率有利的4。上海交大陳曉玲博士、總后油料研究所曹廣軍博

12、士等人的實(shí)驗(yàn)研究也證明，輸送粘度較高的油品時，提高泵軸轉(zhuǎn)速，可以在一定程度上提高油泵的效率56。將ANSI/HI9.6.7-2010標(biāo)準(zhǔn)的公式編入Excel文.計(jì)算效率修正系數(shù)c件中，就能快速定量計(jì)算出不同轉(zhuǎn)速時流量、揚(yáng)程、高轉(zhuǎn)速時所需功率的增加值小于按轉(zhuǎn)速立方關(guān)系得型軟件。效率三個修正系數(shù)。表2為三種粘度時轉(zhuǎn)速對性能修正系數(shù)的影響。表2三種粘度時轉(zhuǎn)速對性能修正系數(shù)的影響流量11.5m3/hSU50m粘度mm2/s轉(zhuǎn)速rpmCqCh512029500.8010.8010.45314750.7610.7610.386修正系數(shù)比（快速/慢速）1.051.051.1733029500.6750.67

13、50.2614750.6260.6260.201修正系數(shù)比（快速/慢速）1.081.081.2966029500.5750.5750.14914750.5230.5230.105修正系數(shù)比（快速/慢速）1.11.11.42從此表可看出，離心泵輸送粘液時，轉(zhuǎn)速升高粘度變化對流量修正系數(shù)和揚(yáng)程修正系數(shù)影響不大，但快慢轉(zhuǎn)速的效率修正系數(shù)的比值在高粘度時明顯加大。如其它條件均不變，粘度120mm2/s時，C”的比值為1.17,粘度660mm2/s時，C”的比值增大為1.42。這就意味著，在高粘度時采用較高的轉(zhuǎn)速更為有利。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是，理論揚(yáng)程和機(jī)械損失基本上不受粘度的影響，泵送粘液時軸功率的增

14、加，主要是圓盤摩擦損失引起的。因此粘液的軸功率Pvis=?（Q）與水的軸功率Pw=?（Q）之差基本上是一個恒值（與泵的運(yùn)行流量無關(guān)）,即增加了圓盤摩擦損失功率，僅小流量時例外，見圖33。圖3粘液與水的軸功率之差（Pvis-Pw）與流量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)已證實(shí)，離心泵輸送牛頓型粘液時，相似定律仍然有效，只是精確度比輸送水為差，即針對要求的揚(yáng)程，葉輪直徑是與轉(zhuǎn)速的平方成反比，提出的增加值，隨著粘度的增加，葉輪和泵體密封環(huán)之間間隙處液體的泄漏量減少，也減緩了效率的降低。此外還應(yīng)考慮離心泵輸送粘液時的熱效應(yīng)。除了外部機(jī)械損失，所有的能量損失都以熱的形式釋放到液體里。這增加了液體的局部溫度，因而粘度比泵入口溫

15、度時的粘度低，因高剪切應(yīng)力所致的液體局部加熱，主要影響圓盤摩擦損失和容積效率。當(dāng)粘度超過大約1000cSt時，液體局部加熱預(yù)計(jì)相當(dāng)可觀，但是不易量化3。只要能滿足（NPSHa-NPSHr）0.6m的防汽蝕條件，離心式粘液泵應(yīng)采用較高轉(zhuǎn)速，此觀點(diǎn)對粘液泵選型的經(jīng)濟(jì)性和合理性有重要指導(dǎo)價值。3離心泵輸送大流量高粘度介質(zhì)時，ANSI/HI新標(biāo)準(zhǔn)加大了效率修正系數(shù)受實(shí)驗(yàn)成本和條件的限制，舊標(biāo)準(zhǔn)所依據(jù)的是1960年前用泵進(jìn)口24英寸的小型油泵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的一批數(shù)據(jù)，對大流量高粘度粘液就出現(xiàn)了很大的誤差。因小型泵的流道窄，造成圓盤摩擦損失的表面積與流量的比例遠(yuǎn)大于大口徑泵，因而大流量泵的效率修正系數(shù)應(yīng)比小

16、型泵大得多。另外幾十年前泵的制造水平、過流表面的粗糙度都不如現(xiàn)今的泵，也是舊標(biāo)準(zhǔn)效率修正系數(shù)較保守的原因之一。另外，離心泵輸送高粘度介質(zhì)時，舊標(biāo)準(zhǔn)效率修正系數(shù)更顯得保守。蘇爾壽公司一篇關(guān)于用離心泵輸送高粘度蔗糖溶液的實(shí)驗(yàn)報告指出了舊標(biāo)準(zhǔn)對高粘度介質(zhì)過于保守，造成所選泵和電機(jī)過大，不經(jīng)濟(jì)。蘇爾壽公司很早就不采用美國水力學(xué)會的舊標(biāo)準(zhǔn)，而是自行開發(fā)了本公司用的粘液泵選型方法，直到參與了美國水力學(xué)會ANSI/HI9.6.7-2004標(biāo)準(zhǔn)的編制后，才參照此標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)了本公司用的粘液泵選下面以一種大流量泵為例，對比大流量離心泵輸送不同粘度（120、610、1217mm2/s）液體時，HI新舊標(biāo)準(zhǔn)泵性能修正系

17、數(shù)的差異。計(jì)算工況：ZA200-250,轉(zhuǎn)速2950rpm,輸送水時最高效率點(diǎn)流量600m3/h,揚(yáng)程72m。表3HI新舊標(biāo)準(zhǔn)修正系數(shù)的對比粘度mm2/sCqChCtHI新標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的修正系數(shù)1200.9850.9850.8856100.9160.9160.68612170.8620.8620.568HI舊標(biāo)準(zhǔn)查圖的修正系數(shù)12010.960.816100.900.910.6012170.830.840.43修正系數(shù)的比值（新標(biāo)準(zhǔn)/舊標(biāo)準(zhǔn)）1200.9851.0261.0936101.0181.0071.1412171.0391.0261.32說明：1.流量和揚(yáng)程修正系數(shù)變化小，而新標(biāo)準(zhǔn)效率修正

18、系數(shù)C”增大較多。2.粘度由120增大為610mm2/s時，C/勺比彳！從1.093加大為1.14。3.粘度由120增大為1217mm2/s時，新舊標(biāo)準(zhǔn)C盤勺比值從1.093加大為1.32。可見在相同條件下，高粘度時新標(biāo)準(zhǔn)的C”值比HI舊標(biāo)準(zhǔn)加大很多。說明大流量、高粘度時，HI舊標(biāo)準(zhǔn)的效率修正系數(shù)過于保守。蘇爾壽公司用高粘度的蔗糖溶液進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證明了這一現(xiàn)象7。蘇爾壽公司2#實(shí)驗(yàn)泵：流量187m3/h,揚(yáng)程45m,轉(zhuǎn)速2950rpm,糖液的粘度1382360cSt。下表列出糖液粘度2351760cSt時，效率修正系數(shù)C”的實(shí)驗(yàn)值，并與HI新舊標(biāo)準(zhǔn)的值做一對比。表4蘇爾壽公司高粘度蔗糖溶液實(shí)驗(yàn)的

19、C”值與HI新舊標(biāo)準(zhǔn)值的對比糖液的粘度cSt2354518291760效率修正系數(shù)C4實(shí)驗(yàn)值，0.840.770.640.525效率修正系數(shù)C%HI舊標(biāo)準(zhǔn)0.620.5150.380.14效率修正系數(shù)C”，HI新標(biāo)準(zhǔn)0.7070.600.4860.34Cl）的比值（實(shí)驗(yàn)值/舊標(biāo)準(zhǔn)）1.351.491.683.75Ci）的比值（新標(biāo)準(zhǔn)/舊標(biāo)準(zhǔn)）1.141.171.282.43上表說明離心泵輸送高粘度粘液時，實(shí)驗(yàn)得出的效率修正系數(shù)值高于HI舊標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)值，粘度越高，C”的比值越大。HI新標(biāo)準(zhǔn)加大了效率修正系數(shù)值，粘度越高，比舊標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)值加大得越多，雖然蘇爾壽公司有三位專家參加了美國水力學(xué)會ANS

20、I/HI9.6.7-2004報批版和2010年ANSI/HI9.6.7-2010批準(zhǔn)版的編制工作，仍未能扭轉(zhuǎn)HI舊標(biāo)準(zhǔn)在大流量高粘度工況時C”值過于保守的習(xí)慣，也許是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尚不充分，還需更多實(shí)驗(yàn)予以印證的緣故。4旋殼泵輸送粘液的優(yōu)勢顧名思義，旋殼泵就是泵殼與葉輪聯(lián)為一體同步旋轉(zhuǎn)，因此，液體在獲得動能的過程中的園盤摩擦損失很小。既然泵送粘液時軸功率的增加，主要是圓盤摩擦損失引起的，旋殼泵的特征使它在輸送粘液時具有優(yōu)勢。下一個動能轉(zhuǎn)化為壓力能的過程則由皮托管完成，皮托管為扁平狀，外部形狀為航空翼型并拋光，以使繞流阻力最小。葉輪是用數(shù)控銃床精加工，流道為等截面，流速不變。旋殼泵的高轉(zhuǎn)速也有利于減輕

21、介質(zhì)粘性的不利影響。粘性流動水力損失是由摩擦損失組成，它是雷諾數(shù)（泵大小、轉(zhuǎn)速、粘度）、過流表面的粗糙度、由于速度分布不均勻所致的動量交換引起的混合損失這三個因數(shù)的函數(shù)3。雖然國外按工作原理將旋殼泵歸于離心泵，但泵的水力設(shè)計(jì)不同，過流表面為精加工并拋光，與常規(guī)離心泵有較大區(qū)別，旋殼泵的軸向力基本平衡，消除了多級泵中平衡盤的摩擦損失。實(shí)踐中已發(fā)現(xiàn)仍按現(xiàn)有粘性修正標(biāo)準(zhǔn)來確定的三個修正系數(shù)中，效率修正系數(shù)將過于保守。為反映出泵的型式、設(shè)計(jì)、制造工藝和精度等因素對三個修正系數(shù)的影響，泵制造廠在使用ANSI/HI9.6.7-2010標(biāo)準(zhǔn)時，還應(yīng)結(jié)合本廠泵的情況引入泵型修正系數(shù)Fq、Fh、F”：CQ=1-

22、(1-CQ)XFq，CH=1-(1-CH)XFh，Cn=1-(1-C”)X目前海獅公司對承接的輸送粘液的旋殼泵暫按經(jīng)驗(yàn)決定泵型修正系數(shù)，再用實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)，以便逐步提高三個修正系數(shù)的準(zhǔn)確度，但是這種粗放、經(jīng)驗(yàn)性的方法不適合工程應(yīng)用。該公司將進(jìn)行旋殼泵輸送粘液的實(shí)驗(yàn)，測定轉(zhuǎn)速、流量和粘度的影響，編制泵型修正系數(shù)的廠標(biāo)和選型軟件。5液體粘度對NPSH的影響及計(jì)算方法泵的必需汽蝕余量習(xí)慣用NPSHr表示。API610-2010第11版8和A/HI9.6.7-2010開始改用NPSH3表示，其定義是通過用水試驗(yàn)確定的導(dǎo)致?lián)P程(多級泵為第一級的揚(yáng)程)損失3%時的必需汽蝕余量。泵必需汽蝕余量是為防止泵

23、汽蝕，在泵入口法蘭處的壓力超出液體汽化壓力的富裕量，其實(shí)質(zhì)是從泵入口法蘭到葉輪葉片進(jìn)口附近最低壓力處的壓力降。此壓力降取決于雷諾數(shù)和泵入口法蘭到葉輪進(jìn)口之間的水力損失，而水力損失則隨粘度的加大而增加。鑒于HI舊標(biāo)準(zhǔn)中未涉及粘度對NPSH3的修正，我國曹廣軍博士等人通過實(shí)驗(yàn)，研究了轉(zhuǎn)速、流量和粘度對離心油泵空化性能的影響，結(jié)論如下9:轉(zhuǎn)速的影響：轉(zhuǎn)速較高時，泵的臨界空化余量較大，轉(zhuǎn)速較低時較小。但對粘液NPSH3小的修正系數(shù)Cnpsh與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，論文未總結(jié)。粘度的影響：隨著粘度的增加，泵的臨界空化余量和空化余量換算系數(shù)增加。流量的影響：隨著流量的增加，泵的臨界空化余量增加，而空化余量換算系數(shù)減

24、小。ANSI/HI9.6.7-2010標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為泵送液體粘度對NPSH3有雙重影響。隨著粘度的增加，摩擦引起的壓降加大，從而使NPSH3增大。與此同時，高粘度導(dǎo)致空氣和蒸汽泡在液體中的擴(kuò)散減緩，從而減慢了汽泡增長的速度，又因熱力學(xué)效應(yīng)也導(dǎo)致NPSH3減小3。因此，液體粘度對NPSH3的影響是有限的，小于對流量、揚(yáng)程和效率的影響。新標(biāo)準(zhǔn)還指出：溶解在液體中的氣體和以細(xì)小氣泡的形式分散在泵送液中的氣體對NPSH3的影響不同于大氣泡。液體汽化和釋放氣體的總量，在很大程度上取決于液體在低壓區(qū)的暴露時間。如果泵入口流速足夠高，則挾帶的少量氣體不會分離，因而對NPSH3的影響很小，只有較多的氣體聚積，才會影

25、響泵的吸入性能3。新標(biāo)準(zhǔn)首次提出了計(jì)算NPSH3修正系數(shù)的公式。根據(jù)泵廠用常溫水汽蝕試驗(yàn)得到的NPSH3W,用下式計(jì)算泵送粘液時的必需汽蝕余量NPSH3vis:c.A,1NPSH3BEPW,CNPSH=1，A(-1)27400，.,0.667T33CHQBEP_W)N(公式16)式中：CNPSH必需汽蝕余量的修正系數(shù)A表征泵吸入幾何特征的系數(shù)，對軸向吸入泵A=0.1，徑向吸入泵(泵入口至葉輪有90度彎管)，A=0.5NPSH3vis=CnpshXNPSH3(公式17)在NPSH3的修正方法中，流量不修正，即使用未經(jīng)修正的水的流量Qw。例：已知最高效率點(diǎn)清水性能，Qbep-w=110m3/h,H

26、bep-w=25.8m,NPSH3bep-w=4.15m,N=2950rpm。計(jì)算用端吸泵輸送粘度為650mm2/s粘液時的NPSH3vis。先用公式4,計(jì)算出揚(yáng)程修正系數(shù)ch=0.81,再用公式16計(jì)算出NPSH3的修正系數(shù)cnpsh：-14.15Cnpsh=10.5(-1)274000667133=1.140.81(11().2950.NPSH3vis=1.14M.15=4.73m公式16表明，Cnpsh是在1的基礎(chǔ)上加一個計(jì)算值，即粘液的必需汽蝕余量均大于相同條件下水的必需(2)對大流量高光度介質(zhì)，ANSI/HI舊標(biāo)準(zhǔn)的效率汽蝕余量，其增大值隨流量的加大而減小，隨轉(zhuǎn)速的升高大而減小。下表

27、定量說明這一結(jié)論。表5流量和轉(zhuǎn)速對必需汽蝕余量修正系數(shù)的影響Qbep-wm3/hCNPSH2950rpmCNPSH1475rpm1101.141.4472201.061.1964401.0251.0846結(jié)束語寫本文的動機(jī)是源于成達(dá)公司工程上的需要。2010年P(guān)TMEG工程項(xiàng)目中有一批高粘度介質(zhì)泵,對其中的一批小流量高粘度介質(zhì)泵，成達(dá)公司發(fā)出了離心泵和轉(zhuǎn)子泵兩種詢價技術(shù)文件，技術(shù)審評時發(fā)現(xiàn)國內(nèi)幾家知名泵廠仍在采用美國水力學(xué)會的老標(biāo)準(zhǔn)，查圖決定三個性能修正系數(shù)，人工繪制輸送粘液的性能曲線圖，誤差多，速度慢，不適應(yīng)投標(biāo)要求。僅有蘇爾壽公司一家采用ANSI/HI9.6.7-2004標(biāo)準(zhǔn)，用選型軟件輸出粘液泵的數(shù)據(jù)表及性能曲線圖，快捷、先進(jìn)。有的泵廠報價泵的型號采用蘇爾壽公司技術(shù)，雖然為同一規(guī)格，但軸功率比蘇爾壽的高，電機(jī)額定功率大多高了一擋，這并非這些泵廠的制造水平懸殊所致。因此，掌握液體粘度對離心泵性能影響的最新標(biāo)準(zhǔn)，推廣電算，快速輸出準(zhǔn)確的三個性能修正系數(shù)，有助于提高粘液泵選型的經(jīng)濟(jì)性和合理性。本文的以下觀點(diǎn)供粘液泵的選型借鑒。(1)離心泵輸送粘液時，轉(zhuǎn)速升高，效率修正系數(shù)增大。因此，在滿足防汽蝕的條件下，應(yīng)采用較高轉(zhuǎn)速，此觀點(diǎn)對粘液泵選型的經(jīng)濟(jì)性和合理性有重要的指導(dǎo)價值。修正系數(shù)較保守，新標(biāo)準(zhǔn)加大了效率修