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技術文章
高粘度流體會對系統產生一些有趣的影響，尤其是在涉及離心泵時。粘度是為了產生流動而必須施加到流體上的力的度量 - 粘度越高，流動阻力越大。這可能會對泵和系統的性能產生一些嚴重影響。工程師如何在系統設計過程中考慮這一點？回顧各種計算方法，有助于估計系統對粘性流動的響應。注意：如果有使用粘性流體作為測試流體的系統的實際測試數據，則不需要這些修正方法。
最準確的泵曲線是制造商使用系統流體作為測試流體生成的泵曲線。但是，這些數據很少可用。因此，通常需要對所提供的泵數據進行某種型式的調整。
美國國家標準協會（ANSI）和水力協會（HI）制定了標準，詳見 ANSI/HI 9.6.7-2010，并據此來調整揚程/流量數據。應用此標準有幾個關鍵限制：在第9.6.7.4.2節中指出，修正系數受葉輪設計的影響很大，因此這種方法應僅限于比轉速（Ns）為Ns < 60（公制單位）或Ns < 3000（美制單位）的徑向葉輪泵。此外，這種方法只能用于牛頓流體。
由于粘度和NPSH3（有時稱為必需的凈正吸入壓頭）之間沒有明確的通用關系，因此修正泵的NPSH3是一個更困難的問題。NPSH3是泵因汽蝕而承受3%揚程損失的吸入壓頭。
一些資料表明，NPSH3不受粘度變化的影響，因為存在增加和減少NPSH3的相互沖突的因素，因此對NPSH3的總體影響通常相對平衡的狀態。ANSI確實提供了基于理論熱力學的修正系數。然而，一種更簡單、更保守的方法是簡單地增加泵NPSHR的裕度。
泵制造商可能會根據泵的幾何形狀對粘度修正提出更具體的建議，這可能會對修正系數產生很大的影響。如果不能正確地考慮粘度的影響，可能會導致系統中的泵（選型）規格過小，并縮短其使用壽命。
建模工具可以幫助進行靈敏度分析，并使用標準（如ANSI標準等）應用修正系數，從而有效地將這些修正應用于設計。
對于具有粘性流體的系統，較小的管件及其損失可能會產生比預期更大的影響，特別是當雷諾數小于2,300、流動進入層流狀態時。盡管Crane Technical Paper 410等資料傳統上認為K系數等損失系數適用于所有流動狀態，但最近的一些資料表明，情況并非如此。一篇技術論文“Resolving Operational Problems in Pumping Nonsettling Slurries"（Daniel W.Wood和Trey Walters在國際泵用戶研討會上發表）討論了一個系統吸入管線中出現汽蝕問題的案例。最終，問題的根源是系統設計中使用的K系數沒有正確考慮層流狀態下增加的損失。
當預計為層流時，尤其是在吸入管線中，選擇一個能夠正確考慮管線中損失的損失模型，對系統性能至關重要。3K損失法、等效長度法或調整湍流K系數（ATKF）法等方法都被認為是比傳統K系數更保守的方法。
3K和等效長度模型包含實驗損失系數，如果被建模的組件在幾何形狀上與用于確定損失系數的幾何形狀不相似，則這些系數的用途可能有限。ATKF方法對湍流K系數應用修正系數來近似層流K 系數值。當對等效組件進行比較時，所有三種方法都產生了相似的損失值。
根據計算工具的不同，可以存儲這些損失方法的通用數據，以便自動計算這些方法中的任何一種，而不是手工計算所有較小損失或忽略這些損失。對于粘性系統，這些“微小"損失通常會對運行產生重大影響。
與泵類似，由于高粘度流體，諸如控制閥等可變損失組件將調整運行。控制閥制造商通常提供基于水的測試數據。與泵不同，閥門流量系數（Cv）值可能因制造商的不同而計算不同，盡管使用的通用Cv方程為：
粘度修正沒有統一的標準。大多數閥門制造商都會提供信息，以確定閥門的適當粘度修正系數，該系數通常根據雷諾數確定。
一般情況下，如果雷諾數在1,000以上，這種修正會相對較小。然而，當有疑問時，最好計算修正系數，并測試對整個管網的影響。
如果在設計過程中不應用粘度修正系數，則控制閥的尺寸可能會選擇過小，從而過度限制流向流程的流量。一般來說，人們認識到，由于高度依賴于閥門的幾何形狀，閥門的粘度修正系數可能具有很高的不確定性。額外的幾何修正系數可以幫助解決這個問題，但在閥門選擇過程中需要注意這一點。
總體而言，粘度越高，雷諾數越低，對系統的影響就越嚴重。系統中的所有設備都可能受到粘性流動條件的影響，而不僅僅是泵的性能曲線。
建模工具可以幫助實現這一過程的自動化，并減少在系統設計中考慮這些影響所需的時間。
確保將這些方法應用于現有系統的故障排除或設計具有粘性流體的新系統。
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