离心泵第二章　流体输送设备

第二章流体运输设备例2-1离心泵特性曲线的测定附图是测量离心泵特性曲线的实验装置。在实验中测量了以下一组数据：泵入口处的真空计读数=2.67104帕(真空)泵出口处的压力表读数=2.55105帕(表压)泵流量q=12.510-3m3/s功率计测量电机消耗的功率为6.2千瓦吸入管直径d1=80mm毫米直径d2=60mm毫米的挤压管两个压力测量点z2-Z1之间的垂直距离=0.5m泵由电机直接驱动，传动效率可视为1，电机效率为0.93。实验介质为20的清水尝试计算在该流量下泵的压头h、轴功率n和效率。解决方案：(1)泵的压头列在1-1节和2-2节之间的伯努利方程中，真空计和压力表位于这两个部分：其中z2-Z1=0.5mP1=-2.67104帕(表压)P2=2.55105帕(表压)u1=u2=两个测压口之间的管道非常短，在此期间阻力损失可以忽略不计，因此H=0.5=29.88mH2O(2)泵轴功率计的测量功率为电机的输入功率。电机消耗部分功率，效率为0.93。因此，电机的输出功率(等于泵的轴功率)为：n=6 . 20 . 93=5.77千瓦(3)泵效率=在实验中，如果改变出口阀的开度，测量不同流量下的相关数据，计算相应的H、N和值，并将这些数据绘制在坐标纸上，得到泵在固定转速下的特性曲线。例2-220的清水从储水箱输送到水塔。据了解，塔内水位比储水箱水位高13米。水塔和储水箱的水位是恒定的，都与大气相通。输水管道为1404.5毫米钢管，总长200米(包括等效的局部阻力长度)。目前选择4B20水泵。当转速为2900转/分钟时，其特性曲线如图所示。试着分别找出泵运行时的流量、轴功率和效率。摩擦系数可计算为0.02。解决方案：当泵运行时，找到流量、轴功率和效率实际上就是找到泵的工作点。也就是说，应根据本主题的管道特性在图纸上绘制管道特性曲线。(1)管道特性曲线方程伯努利方程列在储罐的水面和水塔的水面之间。其中Z=13mp=0由于离心泵特性曲线中的Q单位是L/S，因此输送流量Qe的单位也是L/s。输送管中的流量为：=本课题的管道特性方程为：他=13岁(2)绘制管道特性曲线根据管道特性方程，可以计算不同流量所需的压头值，计算结果如下：Qe/Ls-10481216202428何/m1313.1413.5514.2315.216.4317.9419.72根据以上数据，可以在4B20水泵的特性曲线上绘制出管道特性曲线何。(3)流量、轴功率和效率图中泵特性曲线和管道特性曲线的交点为泵的工作点，从图中的点M读取：泵流量Q=27L/s=97.2m3/h泵轴功率N=6.6kW千瓦泵效率=77%实施例2-3选择离心泵，并从样品中发现其允许的吸入真空高度Hs=7.5m。现在水泵安装在海拔500米处，已知吸水管的压头损失为1 mH2O，水泵进口的动压头为0.2 mH2O，夏季平均水温为40。将泵安装在水面以上5米是否合适？解决方法：使用中的水温和大气压与实验条件不同，需要修正；水温为40时，pv=7377Pa帕500米高度的大气压力见表2-1。Ha=9.74 mH2OHs=Hs (Ha-10)-=7.5(9.74-10)(0.750.24)=6.73 mH2O泵的允许安装高度为：(2-22b)=6.73-0.2-1=5.53米 5米因此，泵安装在离水面5米的地方使用。示例2-4试着选择一个能够满足r解决方案：(1)选择B型水泵，因为水泵输送水。根据Qe=80m3/h和何=180m的要求，在b型水泵系列特性曲线图2-15上标出相应的点。此时泵型为4B20-2900，因此采用4B20型水泵，转速为2900转/分。然后检查教科书附录中4B20泵最高效率点的性能数据：Q=90m3/h H=20mN=6.36kW千瓦=78% Hs=5米(2)泵实际运行所需的轴功率是对应于工作点的轴功率。根据图2-6所示的4B20离心水泵的特性曲线，当Q=80m3/h时所需的轴功率为N=6kW(3)当Q=80m3/h，H=1.2m，=77%时，可以从图2-6中找到用阀门调节流量所消耗的轴功率。为了保证所需的输水量，泵出口管道的阀门可以用来调节流量，即出口阀门可以关小以增加管道的阻力损失，使管道系统所需的压头也等于21.2米。因此，用阀门调节流量所消耗的压头为：H=21.2-18=3.2m更多消耗的轴功率是：示例2-5众所周知，最大空气输送能力为14，500千克/小时。在最大空气量下，输送系统所需的空气压力为1600帕(基于风扇的进口状态)。风机入口与温度为40、真空度为196帕的设备相连，并选择合适的离心风机。当地气压为93.3103帕解决方案：将系统所需的风压pT转换为实验条件下的风压pT，即运行条件下的计算：(40，P=(93300-196)帕)1.0133105帕，40时=1.128千克/立方米因此风量根据风扇的进口状态计算。根据风量Q=13940m3/h，气压pT=1846Pa，4-72-11no.6c离心风机能够满足要求。这台机器的性能如下：风压1941.8帕=198毫米水柱风量14100 m3/h效率91%轴功率10kWXi话题1.用一台泵将碱液从敞开的碱液罐泵入塔内，高度差为10m，顶压为5.88104帕(表压)，流速为20m3/h，所有输送管道均为573.5mm无缝钢管，管道长度为50m(包括等效长度的局部阻力)。碱液密度=1500kg/m3，粘度=210-3pa。管壁的粗糙度为0.3毫米。试着找出：(1) (1)输送单位重量液体所需的外部工作。(2) (2)供给液体的功率。2.在图2-11所示的4B20离心泵特性图上，选择一个流量，读出其相应的扬程和功率，并检查其效率是否与图中所示一致。3.用水测试离心泵，获得以下实验数据：Q/(Lmin-1)0100200300400500H/m37.2383734.531.828.5如果通过764毫米和355米长的导管(包括等效长度的局部阻力)，泵用于输送液体。已知吸入和排出空间是大气设备，两个液位之间的垂直距离为4.8m，摩擦系数为0.03。试着在运行过程中找到泵的流量。如果排放空间是一个内部压力为1.29105帕(表压)的封闭容器，则此时计算泵的流量。被输送液体的性质与水相似。4.在性能测试期间，离心泵以恒定的速度抽水。当流量为71m3/h时，泵吸入口的真空计读数为2.993104帕，泵压力出口的压力表读数为3.14105帕。两个压力测量点之间的电位差不计算在内，泵入口和出口的管径相同。此时，泵的轴功率被测量为10.4千瓦，并且泵的升程和效率被测试。5.将河水泵入水库。游泳池的水位比河水高30米。管道长度(包括等效局部阻力长度)为94m。所需水流量为20 40m3/h，水温为20时，/d=0.001。(1)选择合适的管径(2)现在有一台离心泵，流量为45 m3/h，扬程为42m，效率为60%，轴功率为7kW。询问泵是否可以使用。6.使用离心泵通过热交换器将储水箱中的冷却水输送到高位水箱。众所周知，液位(1)管道特性曲线；(2)泵的工作点及其相应的流量和压头。7.如果问题6改为两个相同的泵串联运行，管道特性不变。试着找到泵的工作点及其相应的流量和压头。8.如果问题6改为两台相同的泵并联运行，并且管道特性不变。试着找到泵的工作点及其相应的流量和压头。9.热水池的水温是65。采用离心泵，以40m3/h的流量输送至冷水塔顶部，然后由喷头喷出，落入冷水池，达到冷却目的。众所周知，水在进入喷嘴之前需要保持49103帕(表压)。喷嘴的入口比热池的水面高6米。吸入管线和排出管线的水头损失分别为1m和3m。管道中的动压头可以忽略不计。试着选择一个合适的离心泵。并确定泵的安装高度。当地气压为101.33103帕10.真空精馏塔底部的液体产品用离心泵输送到高位槽，槽内真空度为6.67104帕(液体处于沸腾状态，即饱和蒸汽压等于槽内绝对压力)。泵位于地面，吸入管的总阻力为0.87米液柱。液体密度为986kg/m3，已知泵的允许NPSHH为4.2m。泵的安装位置是否合适？如果不合适，应该如何重新安排？11.15的空气从大气中直接