化工原理-第二章-流體輸送設(shè)備

QQ￡壓=p￡壓=p4—p=H

pgpgpge-Q1-z4)-ug-￡Hf1-4=He)-f1+入l^^le]u2()當(dāng)出口閥門開(kāi)大時(shí)，上式右端各變量中，He下降、u4上升；其余量都不變。因此，壓力表讀數(shù)下降。以低位槽液面為上游截面(1-)1、以壓力表所在處為下游截面(3-)3，寫柏努利方程：P1pguP1pgu2+—+z2g1p3+pgU2

2gf1-3￡真=4-P具￡真=4-P具-工)+嚀+2hPgPgPg312gf1-3(2)當(dāng)出口閥門開(kāi)大時(shí)，上式右端各變量中，u上升、2H,…上升，其余量不變。因此，真3f1-3空表讀數(shù)上升。()高位槽為密閉容器，故管路特性曲線在軸上截距A=Az+Ap/pg中的Ap為正。當(dāng)被輸送液體密度增大時(shí)，下降，管路特性曲線向下平移，如圖所示。工作點(diǎn)由點(diǎn)移到點(diǎn)。結(jié)果是流量增大、揚(yáng)程He下降、軸功率上升泵的?曲線不隨被輸送液體密度的變化而變化)。當(dāng)流量增加時(shí)，管內(nèi)流速和能量損失都增大，由式(2)可知，真空表讀數(shù)增大。以壓力表所在處(4-)4為上游截面，以管路出口處(2-)2為下游截面，寫柏努利方程：u2u2pg2gu2u2pg2gpg2g+2Hf3-2p壓=p3=￡2+z-z+2H()PgPgPg23f3-2其中u=u。由式()可以看出，流量增加時(shí)，管路能量損失增大，在流體密度上升23的情況下，壓力表讀數(shù)是增加的。(3)葉輪直徑減小5%時(shí)泵的特性曲線變化情況如圖所示，特性曲線由1變?yōu)?，工作點(diǎn)由變?yōu)镈結(jié)果是流量減小、揚(yáng)程He下降、軸功率下降。(用切割定律也可得到相同的結(jié)論)6流量減小時(shí)，管路能量損失減小，由H■式(2)可知，真空表讀數(shù)下降。流量減小時(shí)，管路能量損失減小，由式(3)可以看出，壓力表讀數(shù)要減小。(4)轉(zhuǎn)速提高5時(shí)%泵的特性曲線變化如圖所示，特性曲線由變?yōu)椋ぷ鼽c(diǎn)由

變?yōu)?，結(jié)果是流量增加、揚(yáng)程He上升、軸功率上升。由式（3）可知，壓力表讀數(shù)增加；由式（2）可知，真空表讀數(shù)增加。點(diǎn)評(píng)：離心泵的工作狀態(tài)與其工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)，而工作點(diǎn)由泵的特性和管路的特性共同決定。改變這兩種特性都可以使工作點(diǎn)發(fā)生變化，對(duì)應(yīng)的流量、壓力、軸功率、壓力表和真空表都會(huì)發(fā)生變化。工程上，離心泵所在管路的流量調(diào)節(jié)也正是基于這一原理而實(shí)現(xiàn)的。8用某種型號(hào)的離心泵從敞口容器中輸送液體，離心泵的吸入管長(zhǎng)度為2直徑為。假定吸入管內(nèi)流體流動(dòng)已進(jìn)入阻力平方區(qū)，直管摩擦阻力系數(shù)為，總局部阻力系數(shù)%=2阻力系數(shù)%=2,當(dāng)?shù)氐拇髿鈮簽楦叨葹槎嗌?？。試求此泵在以下各種情況下允許安裝（1）（2）（3）（4）（5）輸送流量為輸送流量為輸送流量為740k3）g輸送流量為輸送流量為、溫度為、溫度為、溫度為m溫度為的沸騰水。解：（1）從泵的樣本查得，該泵在流量為吸入管內(nèi)流速：u14Q4*25的水；的水；的油；（飽和蒸汽壓（1）（2）（3）（4）（5）輸送流量為輸送流量為輸送流量為740k3）g輸送流量為輸送流量為、溫度為、溫度為、溫度為m溫度為的沸騰水。解：（1）從泵的樣本查得，該泵在流量為吸入管內(nèi)流速：u14Q4*25的水；的水；的油；（飽和蒸汽壓。的水h允許汽蝕余量為=2.30m/sX6a密度nd23.14*0.0622*3600吸入管路阻力損失：2Hf(i、一=入-+2。—=2g0.03I100.062)+2.1/2.32=1.87m2*9.81。水的飽和蒸汽壓此時(shí)泵的允許安裝高度為：H=。水的飽和蒸汽壓此時(shí)泵的允許安裝高度為：H=p~-4-Ah-2Hgmaxpgpgf1.01X1052330

--2.0—1.87=6.22m1000X9.811000X9.81（2）。水的飽和蒸汽壓3代入上式解得:（3）（4）此時(shí)Hgmaxpv-Ah-2Hpgf。（2）。水的飽和蒸汽壓3代入上式解得:（3）（4）此時(shí)Hgmaxpv-Ah-2Hpgf。油飽和蒸汽壓Hgmax1.01X10519930--2.0-1.87=4.42m1000X9.811000X9.81X6ppA--—Ah-2Hpgpg將相關(guān)數(shù)據(jù)代入上式得：1.01X105740X9.81高瑞-a。…7=Wm流量變化，則吸入管路阻力也要變化。4*30=2.76m/s冗d23.14*0.0622*36002H=fxl+2。

f2H=fxl+2。

fIdu20.03I100.062)+2.1/2.7622*9.81=2.69m最大允許安裝高度：1.01X1.01X105H=p0--<-Ah-2Hgmaxpgpgf2330

2.0—2.69=5.4m

1000X9.811000X9.81（）液體沸騰時(shí)，pv=p0止匕時(shí)，H=-Ah-SH=—2.0-1.87=—3.87mgmaxf點(diǎn)評(píng)：影響離心泵最大允許安裝高度的因素可以概括為以下幾個(gè)方面：①流體的種類，一般來(lái)說(shuō)，蒸汽壓越大，最大允許安裝高度越低；②流體的溫度，溫度越高，最大允許安裝高度越低；③流體流量，流量越大，吸入管路阻力越大，最大允許安裝高度越低；④儲(chǔ)槽壓力和吸入管路配置情況；⑤當(dāng)被輸送液體沸騰時(shí)，最大允許安裝高度與流體的種類無(wú)關(guān)，主要取決于流體的流量和吸入管路的阻力?？梢?jiàn)，生產(chǎn)中流體溫度和流量的上浮都可能導(dǎo)致原本正常工作的泵發(fā)生汽蝕。因匕，計(jì)算泵的最大允許安裝高度時(shí)，應(yīng)以可能的最高操作溫度和流量來(lái)計(jì)算。9、利用虹吸管將池中溫度為90℃熱水引出，兩容器水面的垂直距離為2m,管段AB長(zhǎng)5m,管段BC長(zhǎng)10m（皆包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度），管路直徑為20mm,直管阻力系數(shù)為0.0