Влияние свободного газа на напорно-энергетические характеристики электроцентробежного насоса

1.2 Влияние свободного газа на напорно-энергетические

характеристики электроцентробежного насоса различных

конструктивных исполнений рабочих ступеней

В работах [30, 31] представлены результаты стендовых испытаний

погружных электроцентробежных насосов цилиндрического типа с

номинальными подачами 80, 130 и 200 м3

/сут на различных модельных

газожидкостных смесях.

Обработку экспериментальных данных проводили при построении

зависимости относительной подачи при нулевом напоре от объемного

входного газосодержания на приеме исследуемого насоса. Под

газосодержанием смеси на входе в насос понимается отношение объемного

расхода воздуха (Qгвх) к объемному расходу газожидкостной смеси

(Qгвх+Qж) при термодинамических условиях на входе в насос.

гвх ж

гвх

вх Q Q

Q

+

β = (1.2.1)

По полученным данным можно построить кривые относительных

подач насосов по ГЖС, позволяющие наглядно представить результаты

проведенных исследований – чем меньше кривая относительной подачи

насоса на ГЖС отклоняется от линии бескавитационного режима, тем

меньшее негативное влияние газа испытывает насос при одинаковом

газосодержании. Под относительной подачей по газожидкостной смеси

понимается отношение объемной подачи насосом газожидкостной смеси

при заданном объемном газосодержании (Q) к объемной подаче насоса по

жидкости на подобном режиме без газа (Qβвх=0). Подобные режимы

расположены по параболе, исходящей из начала координат и пересекающей

напорные характеристики насоса при различных βвх.

=0

= Q вх

Q kQ

β

(1.2.2)

17

На примере насосной установки ЭЦН5-80 исследуемой на модельных

газожидкостных смесях: «вода-воздух» и «вода-ПАВ-воздух» (при

одинаковых значениях параметра пенообразующей способности жидкости

[30] установлено, что погружной насос лучше работает на модельной смеси

«вода-ПАВ-воздух» (в качестве ПАВ использовали дисолван 4411,

концентрация 0.05% [30, 66]. Кроме того, данные исследования показали на

то, что увеличение давления на приеме насосной установки приводит к

улучшению характеристик насоса. При этом необходимо отметить, что

улучшение характеристик погружного насоса наблюдается в пределах

области распространения линии бескавитационного режима работы насоса

(кривой идеального насоса) на режиме нулевого напора, которая получена в

соответствии с формулой, характеризующей область бескавитационной

работы лопастного насоса:

Q г пр k . =1 − β , (1.2.3)

где Qk - коэффициент подачи лопастного насоса на режиме нулевого

напора; β г.пр - объемное входное газосодержание смеси, приведенное к

термобарическим условиям у приема исследуемого насоса.

Увеличение давления на приеме лопастного насоса может носить

ограниченный характер, в работе [30] на основе анализа результатов

экспериментальных