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技术文章
高粘度流体会对系统产生一些有趣的影响，尤其是在涉及离心泵时。粘度是为了产生流动而必须施加到流体上的力的度量 - 粘度越高，流动阻力越大。这可能会对泵和系统的性能产生一些严重影响。工程师如何在系统设计过程中考虑这一点？回顾各种计算方法，有助于估计系统对粘性流动的响应。注意：如果有使用粘性流体作为测试流体的系统的实际测试数据，则不需要这些修正方法。
最准确的泵曲线是制造商使用系统流体作为测试流体生成的泵曲线。但是，这些数据很少可用。因此，通常需要对所提供的泵数据进行某种型式的调整。
美国国家标准协会（ANSI）和水力协会（HI）制定了标准，详见 ANSI/HI 9.6.7-2010，并据此来调整扬程/流量数据。应用此标准有几个关键限制：在第9.6.7.4.2节中指出，修正系数受叶轮设计的影响很大，因此这种方法应仅限于比转速（Ns）为Ns < 60（公制单位）或Ns < 3000（美制单位）的径向叶轮泵。此外，这种方法只能用于牛顿流体。
由于粘度和NPSH3（有时称为必需的净正吸入压头）之间没有明确的通用关系，因此修正泵的NPSH3是一个更困难的问题。NPSH3是泵因汽蚀而承受3%扬程损失的吸入压头。
一些资料表明，NPSH3不受粘度变化的影响，因为存在增加和减少NPSH3的相互冲突的因素，因此对NPSH3的总体影响通常相对平衡的状态。ANSI确实提供了基于理论热力学的修正系数。然而，一种更简单、更保守的方法是简单地增加泵NPSHR的裕度。
泵制造商可能会根据泵的几何形状对粘度修正提出更具体的建议，这可能会对修正系数产生很大的影响。如果不能正确地考虑粘度的影响，可能会导致系统中的泵（选型）规格过小，并缩短其使用寿命。
建模工具可以帮助进行灵敏度分析，并使用标准（如ANSI标准等）应用修正系数，从而有效地将这些修正应用于设计。
对于具有粘性流体的系统，较小的管件及其损失可能会产生比预期更大的影响，特别是当雷诺数小于2,300、流动进入层流状态时。尽管Crane Technical Paper 410等资料传统上认为K系数等损失系数适用于所有流动状态，但最近的一些资料表明，情况并非如此。一篇技术论文“Resolving Operational Problems in Pumping Nonsettling Slurries"（Daniel W.Wood和Trey Walters在国际泵用户研讨会上发表）讨论了一个系统吸入管线中出现汽蚀问题的案例。最终，问题的根源是系统设计中使用的K系数没有正确考虑层流状态下增加的损失。
当预计为层流时，尤其是在吸入管线中，选择一个能够正确考虑管线中损失的损失模型，对系统性能至关重要。3K损失法、等效长度法或调整湍流K系数（ATKF）法等方法都被认为是比传统K系数更保守的方法。
3K和等效长度模型包含实验损失系数，如果被建模的组件在几何形状上与用于确定损失系数的几何形状不相似，则这些系数的用途可能有限。ATKF方法对湍流K系数应用修正系数来近似层流K 系数值。当对等效组件进行比较时，所有三种方法都产生了相似的损失值。
根据计算工具的不同，可以存储这些损失方法的通用数据，以便自动计算这些方法中的任何一种，而不是手工计算所有较小损失或忽略这些损失。对于粘性系统，这些“微小"损失通常会对运行产生重大影响。
与泵类似，由于高粘度流体，诸如控制阀等可变损失组件将调整运行。控制阀制造商通常提供基于水的测试数据。与泵不同，阀门流量系数（Cv）值可能因制造商的不同而计算不同，尽管使用的通用Cv方程为：
粘度修正没有统一的标准。大多数阀门制造商都会提供信息，以确定阀门的适当粘度修正系数，该系数通常根据雷诺数确定。
一般情况下，如果雷诺数在1,000以上，这种修正会相对较小。然而，当有疑问时，最好计算修正系数，并测试对整个管网的影响。
如果在设计过程中不应用粘度修正系数，则控制阀的尺寸可能会选择过小，从而过度限制流向流程的流量。一般来说，人们认识到，由于高度依赖于阀门的几何形状，阀门的粘度修正系数可能具有很高的不确定性。额外的几何修正系数可以帮助解决这个问题，但在阀门选择过程中需要注意这一点。
总体而言，粘度越高，雷诺数越低，对系统的影响就越严重。系统中的所有设备都可能受到粘性流动条件的影响，而不仅仅是泵的性能曲线。
建模工具可以帮助实现这一过程的自动化，并减少在系统设计中考虑这些影响所需的时间。
确保将这些方法应用于现有系统的故障排除或设计具有粘性流体的新系统。
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