Как объемные насосы справляются с вязкостью

В качестве технологии объемного перекачивания жидкости двух- и трехвинтовые ротационные поршневые насосы создают поток и нечувствительны к изменениям давления в системе. Они поставляют почти постоянный объем жидкости в диапазоне давлений нагнетания. Вот почему двух- и трехвинтовые насосы часто являются предпочтительной технологией для требовательных применений с углеводородами, где требования к расходу или давлению меняются часто или даже время от времени в любой конкретный день.

При проектировании объемного насоса для этого применения одним из наиболее важных, но обычно упускаемых из виду данных, вводимых пользователями, являются подробные характеристики их технологической жидкости. Независимо от того, являются ли конкретные свойства жидкости запатентованными, переменными или просто неизвестными, эта информация должна быть определена и передана производителю, чтобы гарантировать, что насос будет работать так, как требуется в конкретном применении.

Вязкость жидкости является ключевым фактором при выборе и разработке любого насоса, а влияние вязкости на объемный насос значительно отличается от влияния на центробежный насос. Чем более вязкая жидкость, тем выше будет скорость потока для объемного насоса при постоянном давлении и скорости на входе, что является преимуществом при работе с тяжелыми жидкими углеводородами.

Для того чтобы пользователь мог быть уверен в том, что он получит насос, который будет работать должным образом в его применении, решающее значение имеет конкретная информация о вязкости. Если пользователь не уверен в диапазоне вязкости своей жидкости, рекомендуется отправить образец жидкости в квалифицированную лабораторию для оценки. Одним из широко распространенных методов определения вязкости жидкости является ASTM D445: Стандартный метод испытаний кинематической вязкости прозрачных и непрозрачных жидкостей. Измеряют время, необходимое для прохождения объема жидкости через калиброванный вискозиметр при известных давлении и температуре. После двойной записи при двух разных температурах можно рассчитать кинематическую вязкость жидкости. Поскольку кинематическая вязкость известна при двух температурах, ASTM D341: Стандартная практика для диаграмм вязкости-температуры для жидких нефтепродуктов может использоваться для построения графика кинематической вязкости в определенном диапазоне. Используя эту диаграмму, можно определить вязкость жидкости при любой температуре в соответствующем диапазоне.

В этом процессе следует также учитывать нестандартные условия, такие как запуск, а также сезонные изменения для приложений, на которые влияет температура наружного воздуха. По этим и другим причинам приемлемо предоставить диапазон вязкостей, которые представляют жидкость в различных условиях, чтобы производитель мог установить эксплуатационные ограничения, где это необходимо.

Иногда данные предоставляются производителю на этапе предложения, но они неверны или неполны. Это может оказать серьезное влияние на насос, систему или и то, и другое. Насос объемного действия, спроектированный или выбранный для жидкости, вязкость которой ниже расчетной, будет производить меньший поток, чем ожидалось. Низкий расход может привести к снижению производительности нефтепровода, что приводит к снижению производительности в день и, в конечном итоге, к финансовым потерям. В системе смазки последствия более низкого расхода, чем прогнозируется, могут привести к масляному голоданию подшипников.

С другой стороны, насос, выбранный для жидкости, вязкость которой выше прогнозируемой, также может оказать негативное воздействие на систему. Более высокий поток, создаваемый несоответствием вязкости, будет потреблять больше энергии от электродвигателя и потенциально может привести к отключению схемы защиты двигателя. В системе смазочного масла избыточный поток, сбрасываемый обратно в сборный резервуар, может аэрировать масло и повышать его рабочую температуру. В крайних случаях насос может работать неправильно из-за недостаточного давления всасывания для заполнения насосных элементов со стороны всасывания. Это может привести к кавитации и избыточной вибрации.

Теперь, когда у производителя есть правильная информация для выбора или проектирования насоса, у пользователя может возникнуть больше вопросов относительно гарантии того, что этот насос будет работать после установки в его систему. Не существует двух одинаковых насосов из-за различий в производственном процессе, так как же производитель может гарантировать, что насос будет работать в конкретном приложении пользователя?