ICS 23.080 J 71
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件
GB/Z32458—2015/ISO/TR17766:2005
输送黏性液体的离心泵 性能修正 Centrifugal pumps handling viscous liquids-Performance corrections
(ISO/TR17766:2005,IDT)
2016-07-01实施
2015-12-31发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/Z32458—2015/ISO/TR17766:2005
目 次
前言范围
1 2 符号和缩略语 3 摘要
4 概述 5 基本方法 6 美国水力学会方法概要进一步理论说明..
7 8 其他注意事项·
18 23 25 27
附录A（资料性附录） 运动黏度单位换算参考文献 GB/Z32458—2015/ISO/TR17766:2005
前言
泵在选型时一般是根据输送清水时泵的性能来选择，而泵实际输送的液体则是多种多样的，输送液体的黏度也不同，这将会对泵的安全运行造成一定的影响。本指导性技术文件提供了按输送清水设计的离心泵在输送黏性液体时的性能修正方法，用于指导泵的前期选型及性能换算。
本指导性技术文件按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本指导性技术文件使用翻译法等同采用ISO/TR17766：2005《输送黏性液体的离心泵性能修
正》（英文版）。
为便于使用，本指导性技术文件做了下列编辑性的修改：
用“r/min”代替作为转速单位的“rpm”；在“符号和缩略语”中增加了“注2：根据我国的习惯，计算比转数时应乘以系数3.65。”的提示性说明； -将原标准公式中的1og”更改为“1g”。
本指导性技术文件仅供参考。有关对本指导性技术文件的建议和意见，可向国务院标准化行政主管部门反映。
本指导性技术文件由中国机械工业联合会提出。 本指导性技术文件由全国泵标准化技术委员会（SAC/TC211)归口。 本指导性技术文件起草单位：大连四方电泵有限公司、上海凯士比泵有限公司、嘉利特崔原泵业有
限公司、合肥新沪屏蔽泵有限公司、湖南天一奥星泵业有限公司、江苏武新泵业有限公司、烟台龙港耐腐蚀泵有限公司、昆明嘉和科技股份有限公司、浙江利欧股份有限公司、合肥华升泵阀有限责任公司、泰州市产品质量监督检验所、浙江同泰泵业有限公司、浙江华泵科技有限公司、沈阳水泵研究所。
本指导性技术文件主要起草人：于海洋、潘再兵、曲景田、王国良、李希春、刘金坤、隋钧剑、赵骏杨桂凤、巫建波、孙兵、曲俊、陈潜、董钦敏。
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I GB/Z32458—2015/ISO/TR17766:2005
和设计者能够基于介质为水时特定回转动力泵的性能估算出介质为其他已知黏度的液体时该泵的性能。这个方法也可用于选择合适的泵来输送规定的黏性液体。
利用美国水力学会（HI)方法估算的性能只是近似值。该方法未把对于特定泵的结构和流动状态
的许多因素考虑在内，然而，当仅有限的数据可利用且需要进行估算时，这是一个可靠的估算方法。
当较详细地了解一个特定泵的结构时，基于损失分析的理论方法可为液体黏度对泵性能的影响提供更准确的预测。本指导性技术文件解释了此类理论方法的依据，泵的用户宣向泵的制造商咨询对于一个特定泵和黏性液体是否有更准确的性能预测方法。
本指导性技术文件还包括了黏性液体泵应用的技术注意事项和建议。 以美国水力学会（HI)黏度修正法（VCM)为基础的计算过程已经在基于网络的HIVCMTM工具进
行数学建模。
在www.pumps.org上的HIVCMTM工具，允许泵用户、制造商和第三方软件供应商用来快速分析水相对于黏性液体的水力性能。基于本指导性技术文件规定的方法，在泵的选型中使用HIVCMTM工具，将获得可靠、一致的计算结果。
HIVCMTM商标归美国水力学会（HI)所有，请访问www.pumps.org了解更多信息。
4概述
回转动力泵的性能（扬程、流量、效率和功率）可通过利用水时的试验数据构成的泵特性曲线获
得。当输送黏稠的液体时，泵的性能会降低。消耗功率会增加，扬程、流量和效率会降低。
用户了解一些事实是非常重要的，这将成为任何试图确定黏度对回转动力泵运行影响的基础。首先，可利用的试验数据只是针对个别的泵试验因而不其有普遍性。其次，在泵的尺寸和液体黏度范围内可利用的数据是相对有限的。第三，现有的所有预测黏度对泵性能影响的方法与获得的有限试验数据存在偏差。第四，本指导性技术文件提供的经验方法是根据各种合理的修正程序统计比较后选择的。 选择的方法在计算和实际数据之间产生最小限度的差异。考虑到上面的所有因素，应当认识到，这个方法不能用于作为具有极高精确度预测性能修正系数的理论上严谨的计算。这意味着允许对输送较高黏度液体的影响进行一般性比较，并且帮助用户在没有过分保守的情况下避免误用，关于泵型适用方法见第6章。
应当认识到，通过个人和公司研究的方法可以用来处理泵的实际内部水力损失。在理论上，通过量化这些损失，液体黏度的影响是可以计算得出的。这些措施把特定泵内部的几何条件考虑在内，通常泵使用者是得不到的。此外，这些方法仍然需要一些经验系数，要得到这些准确的经验系数只能通过泵以黏性液体试验获得充分的信息。美国水力学会（HI)从世界各地收集的试验数据中没有包括关于泵试验验证损失分析方法的详细信息。不过应认识到，本指导性技术文件中的损失分析方法很可能会比经验方法更准确，特别是对特殊形状和特殊几何结构的泵。
除了修正程序之外，本指导性技术文件对性能下降情况下泵内各种水力损失进行了定性描述。本指导性技术文件还给出了确定黏度对起动转矩和NPSHR影响的方法。
关于黏度修正的前一版美国水力学会（HI)标准中的参考文献[24]是以1960年底前的数据为基础，本指导性技术文件扩大至以1999年底前的数据为基础，并已修改了流量、扬程和功率的修正系数。 更新的修正系数受泵的尺寸，转速和比转数的影响。通常，当功率（效率）修正值较小时，扬程和流量修正值增大。修正系数上发生的最显著变化是流量不超过25m*/h(100gpm）和n<15（Ns<770）。
5基本方法
5.1黏度修正系数
当液体的黏度大时，例如重油，用回转动力泵输送时，由于增加了损失，其性能与输送水时的性能相
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比会改变。输送黏性液体时下降的性能可应用相对于水时的扬程、流量和效率的性能修正系数进行估算。
因此，对于黏性液体（下标vis)的扬程、流量和效率曲线，可根据用水测量（下标W)的扬程、流量和效率并分别应用修正系数CH、C。和C,进行估算。这些系数在式(1)中被定义：
Ha;Ca
-Cm:C, =1m
(1)
CH =
Hw
Qw
7w
图1中的a)和b)用简图表示出了扬程、效率和功率特性从输送水到高黏度液体时的典型变化。 当输送水时(BEP一W)，如果将测量的数据换算为最佳效率点（BEP)对应值的相对值，系数C和
C。可直接在图1c)中读出。在BEP-W点和H-Q曲线原点（H=0;Q=0)之间的一条直线被称为导叶体或蜗壳的特性。参考文献[10]和[14]中的试验报告数据表明，对于黏性液体BEPs符合导叶体或蜗壳特性。美国水力学会（HI)从世界范围内收集的关于输送黏性液体试验数据的分析也证实了这种观测结果。因此，对于黏性液体在BEPs时，C近似等于CQ。
H/HBEP-W
H,n
PI
7w
ni
Q/Qpw
OiP-W 9
g
Co
1
b)
c)
a)
说明： 1- 一水； 2—黏性液体； 3——导叶体或蜗壳特性。
图1输送黏性液体时泵特性的修正
5.2确定修正系数的方法
修正系数可根据试验从包含用水和不同黏度液体的各种泵测量的数据库或从以泵内能量损失分析为基础的物理模型进行确定。在参考文献[7]、[8]、[9]、[10]和[18]中列举了损失分析方法实例。
可利用的有限数据分析表明，采用试验和损失分析方法预测的扬程修正计算的精确度大致相同。 然而，损失分析方法在预测输送黏性液体功率要求方面更为精确。对于高黏度液体的输送，应用损失分析方法研究不同设计参数对黏性性能的影响，以及优化泵的选型或优化设计特性也是可行的。
关于损失分析方法基本原理的进一步理论解释在本指导性技术文件的第7章中说明。使用这样的方法可能要求用户获得比通常更多的关于泵尺寸的信息。当可获得这样详细的信息时，就黏性液体泵的性能而言，损失分析程序将会提供更精确的预测。
本指导性技术文件中第6章美国水力学会（HI)解释的方法是以试验数据为基础的。对于大多数
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实际应用情况，它提供了一种具有适当精度的预测液体黏度对泵性能影响的方法。本指导性技术文件中给出的修正系数方法与以前美国水力学会（HI)的方法相似。这个新方法比已被世界各地广泛使用多年的老的美国水力学会方法更加接近试验数据。对于扬程修正系数的标准偏差，CH是0.1。估算黏性功率，Pvis的标准偏差是0.15。
6美国水力学会方法概要
6.1基于试验数据的通用方法
当输送黏性液体时，回转动力泵的性能会受到影响。在中等黏度和高黏度液体中，功率会明显增加，扬程会减少，流量也会减少一些。起动转矩和NPSHR也会受到影响。
当已知泵对于水时的性能时，美国水力学会（HI)黏度修正方法提供了一种确定输送黏性液体的回转动力泵性能的方式。这个公式基于经过调整用于比转数（参数B）的泵性能的雷诺数，大量的试验数据已被统计成拟合曲线。常规的单级泵和多级泵的试验包含下面参数：闭式和半开式叶轮；运动黏度 1cSt~3000cSt；对于水时BEP的流量QBEP-w=3m/h~260m/h(13gpm~1140gpm）；对于水时 BEP单级的扬程HBEP-w=6m130m(20ft~430ft)。
因此，修正公式是一个以试验数据为基础的通用方法，但不是对于任何特定泵都很准确。通用方法可被应用于以上给出的试验数据范围之外的泵的性能，如第6章的概述以及6.5和6.6中的特殊说明及示例。这将会增加试验结果范围以外的性能预测的不确定度。
当准确信息至关重要时，泵的性能试验应该用所输送的特定黏性液体进行。对于一个特定泵的设计，基于水力损失分析的预测方法可能比这个通用方法更准确。 6.2黏性液体性能修正的局限性
6.5和6.6提供的公式由于是以试验为基础而不是理论上的考虑，因此6.5和6.6中给出的限制范围外的推断将超出公式覆盖的经验范围，是不可取的。
修正系数适用于在正常工作范围内的开式、平开式或闭式径向叶轮排出（n，≤60，Ns≤3000)的水
力设计的泵。对于轴流泵或特殊水力设计的泵不要使用这些修正系数，见第8章附加指导。
只有当有效汽蚀余量（NPSHA)超过必需汽蚀余量（NPSHR)足够的裕量时，为了处理由于黏度增加引起的NPSHR增加才使用修正系数。关于NPSHR的增量估算见7.3。
用于研究修正系数的数据是以牛顿流体试验为基础，凝胶剂、料浆、纸浆和其他非牛顿流体根据介质特性的不同可产生多种不同的结果。
6.3用于确定黏性液体修正系数的符号和定义
A 用于计算修正必需汽蚀余量的吸人几何变量。 B
一用于黏度修正过程的参数，参数B用于规范泵的雷诺数和调整修正泵的比转数。 最佳效率点（在规定转速下泵效率最高时的流量和扬程）。 一效率修正系数。 扬程修正系数。
BEP C, CH C BEPH 水时在泵最佳效率流量点下的扬程修正系数。 CNPSH
汽蚀余量修正系数。
Ca —流量修正系数。
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