化工原理流动与输送习题课课件

流体流动与输送讨论题采用气提法除去污水中易挥发杂质，使其达到环保排放要求，工艺流程如图所示。有两台型号相同的泵，开一备一，泵的主要性能参数如下表所示。Hmqvm3/hPkW

η%NPSHrm134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3流体流动与输送讨论题采用气提法除去污水中易挥发杂质，使其达1试求：设泵工作时阀门半开，泵排出侧管路总长（包括局部阻力）为200m，试求泵的工作点.泵吸入段的阻力及∑（l+le)=?真空表P3的读数？已知：池内水温20℃，压力表2.70×105Pa

（g），塔顶操作压力1.96×104Pa

（g），进料预热器的压降1.96×104Pa

，水在管路中的流动均属于阻力平方区，且摩擦系数λ为0.023，吸入侧和排出侧的管径均为Φ85×2.5，图中所示的相对高度分别为h1=2m，h2=22m，h3=1m。试求：已知：池内水温20℃，压力表2.70×105Pa2阀门全开时，泵排出侧∑（l+le)=100米(不含换热器)，试求泵的工作点及压力表的读数？因调解流量多损失的扬程ΔHV＝?（预热器损失扬程按ΔHe=31.25u2/2g计算）泵的安装高度适宜否？阀门关闭时，压力表的读数？因扩大生产能力，污水排放量增加30%。问该泵能否满足要求？如不能满足要求,可采取什么措施？阀门如何动作？压力表如何变化？（以原工作点为准）8塔操作压力波动，对泵操作有何影响？试用图解说明，应采取什么措施稳定生产？化工原理流动与输送习题课课件3解：(1)首先确定流量在1-1及2-2面间列机械能衡算方程：设阀门半开，泵排出侧管路总长（包括局部阻力）200米，试求泵的工作点?为什么这样取截面？已知1－2的总长、两个压力、位高

h1=2mh2=22mh3=1m解：(1)首先确定流量设阀门半开，泵排出侧管路总长（包括4(2)确定泵的工作点HmqVm3/hPkw%NPSHrm134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3设泵的特性曲线方程为：He=k-BqV2数据拟合：H=35.9-0.013qV2当qV=19.9m3/h，He=30.75m*求泵的工作点－也可以查图求取。(2)确定泵的工作点HqVPNPSHr5解:(1)泵吸入段阻力：∑hf0-1在1-1及0-0面列方程(0-0面为基准面)：2.泵吸入段的阻力及∑(l+le)＝?(2)求∑(l+le)h1=2mh2=22mh3=1m解:(1)泵吸入段阻力：∑hf0-12.泵吸入段的阻63.真空表P3的读数？解：在0-0及3-3面列方程(以0-0面为基准面)：忽略泵的阻力3.真空表P3的读数？74阀门全开时，泵排出侧∑（l+le)=100米（不含换热器），试求泵的工作点及压力表的读数？因调节流量多损失的扬程ΔHV?（预热器损失扬程按ΔHe=31.25u2/2g计算）解:

(1)求系统最大流量（阀门全开时）在0-0及2-2面列方程：当量长度取决于管路特性→吸入段局部阻力当量长不变。4阀门全开时，泵排出侧∑（l+le)=100米（不含8解方程组得：qV.max=21.82m3/hHe=29.71m(2)压力表读数在1-1及0-0面列方程((以0-0面为基准面)：阀门全开时的管路特性曲线方程：泵特性曲线方程不变：半开qV=19.9m3/hHe=30.75m解方程组得：qV.max=21.82m3/h(2)压力9得:p1=2.58×

105Pa，下降,可定性分析。半开P1＝2.70×105Pa得:p1=2.58×105Pa，下降,可定性分析。10

(3)因调节流量多损失的扬程qVHeHeAHeDqVCDBAE'E半开全开阀门半开时：qV=19.9m3/h，He=30.75m

ΔHV=HD-HB=30.75-28.75=2.0m在qV=19.9m3/h，全开时管路需要的扬程：L=28.75m全开时管路特性曲线：(3)因调节流量多损失的扬程qVHeHeAHeDq11

5泵的安装高度是否适宜？以最大流量考查安装高度（更安全）。全开qVmax=21.82m3/hH=29.71m查表知：当qV=20m3/hNPSHr=2.8mqV=30m3/hNPSHr=4.3m插值得：qVmax=21.82m3/hNPSHr=3.1m当t=20℃，Ps=2.34×103PaHemqVm3/hPkw%NPSHrm134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3取S=1.0m5泵的安装高度是否适宜？全开qVmax=21.82m12则泵的允许安装高度：实际安装高度z=1m<[z]，故高度适宜求出口阀门关闭时，压力表的读数阀门关闭时u=0；∑hf=0在0-0及1-1面列方程则泵的允许安装高度：实际安装高度z=1m<[z]，故高度适宜13

7污水排放量增加30%,泵能否满足要求(1)qV’=1.3qV=25.87m3/h>qVmax=21.82m3/h因此单泵不能满足扩产要求。（2）措施1：两泵并联操作半开时：2.70×105Pa；全开时：2.58×105Pa阀门关闭流量增大→出口压力表读数？泵的组合曲线7污水排放量增加30%,泵能否满足要求（2）措施14扩产要求：qV并=25.87m3/h，He并=33.72m阀门全开时，管路所需扬程：L=24+0.012×25.872=32.03m所需扬程：L<He并

He并HeABdbCQ1Q并并联泵特性曲线：单泵特性曲线：两泵并联操作方案可行－适当减小阀门开度单泵特性曲线：扩产要求：qV并=25.87m3/h，He并=33.7215

求两泵并联时的最大流量：He并=35.9-0.00325

qV2L=24+0.012qV2

解得：qV并max=27.93m3/h最大流量与生产流量的比值：扩产前单泵：qV

max/qV=21.82/19.9=1.1扩产后并联：

qV’max/qV’=27.93/25.87=1.08He并HeABdbCQ1Q并求两泵并联时的最大流量：最大流量与生产流量的比值：He并H16扩产要求qV’=25.87

m3/hH串=54.40m所需扬程L<He串→两泵串联操作可行措施2：两泵串联操作He串HeABdbQ串cc'VΔ(z+p/ρg）0He单泵特性曲线：串联泵组合曲线：阀门全开时，管路所需扬程：L=24+0.012×25.872=32.03m扩产要求qV’=25.87m3/h所需扬程L<He串措施217串联操作的最大流量：He串=71.8-0.026

qV串2L=24+0.012qV2解得：qVmax=35.47m3/hHe串HeQ串VHeABCDE最大流量与生产流量的比值：

扩产前单泵：qV

max/qV=21.82/19.9=1.1

扩产后并联：

qV’max/qV’=27.93/25.87=1.08扩产后串联：

qV’max/qV’=35.47/25.87=1.37串联操作的最大流量：He串HeQ串VHeABCDE最大流量与18（3）扩产后泵组合运行：阀门如何动作？

阀门半开时，管路特性（在0－0与1－1间列方程）：由两式解得：qV=24.42

m3/h＜25.87m3/h

开度1/2时，流量达不到扩产要求，→两泵并联组合曲线：阀门开度应大于1/2（3）扩产后泵组合运行：阀门如何动作？由两式解得：qV=2419从半开逐渐增大开度：压力表读数下降，H↓;工作点A→B↓若从全开逐渐减小开度：压力表读数增加，H↑;工作点C→B↑泵串联操作时？？QDHeQ’QmaxBAC半开全开Q并联单泵A’QDHeQ’QmaxBAC半开全开Q并联单泵A’QDHeQ’QmaxBAC半开全开Q并联单泵A’qDHeq’qmaxBAC半开全开q并联单泵A’从半开逐渐增大开度：QDHeQ’QmaxBAC半开全开Q并联208.塔操作压力波动，对泵操作有何影响？试用图解说明，应采取什么措施稳定生产？塔压力波动必将导致流量的波动。塔压增高→管路特性曲线平等上移→工作点上移B→A→流量下降→应开大阀门，系统阻力下降。

塔压下降，流量增高，此时应关小阀门，系统阻力增加。C→AHeqv塔压增高塔压降低ACB8.塔操作压力波动，对泵操作有何影响？试用图解说明，应采取21稳定生产,增加流量控制表h2001P3P1h1h322FIC稳定生产,增加流量控制表h2001P3P1h1h3222流体流动与输送讨论题采用气提法除去污水中易挥发杂质，使其达到环保排放要求，工艺流程如图所示。有两台型号相同的泵，开一备一，泵的主要性能参数如下表所示。Hmqvm3/hPkW

η%NPSHrm134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3流体流动与输送讨论题采用气提法除去污水中易挥发杂质，使其达23试求：设泵工作时阀门半开，泵排出侧管路总长（包括局部阻力）为200m，试求泵的工作点.泵吸入段的阻力及∑（l+le)=?真空表P3的读数？已知：池内水温20℃，压力表2.70×105Pa

（g），塔顶操作压力1.96×104Pa

（g），进料预热器的压降1.96×104Pa

，水在管路中的流动均属于阻力平方区，且摩擦系数λ为0.023，吸入侧和排出侧的管径均为Φ85×2.5，图中所示的相对高度分别为h1=2m，h2=22m，h3=1m。试求：已知：池内水温20℃，压力表2.70×105Pa24阀门全开时，泵排出侧∑（l+le)=100米(不含换热器)，试求泵的工作点及压力表的读数？因调解流量多损失的扬程ΔHV＝?（预热器损失扬程按ΔHe=31.25u2/2g计算）泵的安装高度适宜否？阀门关闭时，压力表的读数？因扩大生产能力，污水排放量增加30%。问该泵能否满足要求？如不能满足要求,可采取什么措施？阀门如何动作？压力表如何变化？（以原工作点为准）8塔操作压力波动，对泵操作有何影响？试用图解说明，应采取什么措施稳定生产？化工原理流动与输送习题课课件25解：(1)首先确定流量在1-1及2-2面间列机械能衡算方程：设阀门半开，泵排出侧管路总长（包括局部阻力）200米，试求泵的工作点?为什么这样取截面？已知1－2的总长、两个压力、位高

h1=2mh2=22mh3=1m解：(1)首先确定流量设阀门半开，泵排出侧管路总长（包括26(2)确定泵的工作点HmqVm3/hPkw%NPSHrm134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3设泵的特性曲线方程为：He=k-BqV2数据拟合：H=35.9-0.013qV2当qV=19.9m3/h，He=30.75m*求泵的工作点－也可以查图求取。(2)确定泵的工作点HqVPNPSHr27解:(1)泵吸入段阻力：∑hf0-1在1-1及0-0面列方程(0-0面为基准面)：2.泵吸入段的阻力及∑(l+le)＝?(2)求∑(l+le)h1=2mh2=22mh3=1m解:(1)泵吸入段阻力：∑hf0-12.泵吸入段的阻283.真空表P3的读数？解：在0-0及3-3面列方程(以0-0面为基准面)：忽略泵的阻力3.真空表P3的读数？294阀门全开时，泵排出侧∑（l+le)=100米（不含换热器），试求泵的工作点及压力表的读数？因调节流量多损失的扬程ΔHV?（预热器损失扬程按ΔHe=31.25u2/2g计算）解:

(1)求系统最大流量（阀门全开时）在0-0及2-2面列方程：当量长度取决于管路特性→吸入段局部阻力当量长不变。4阀门全开时，泵排出侧∑（l+le)=100米（不含30解方程组得：qV.max=21.82m3/hHe=29.71m(2)压力表读数在1-1及0-0面列方程((以0-0面为基准面)：阀门全开时的管路特性曲线方程：泵特性曲线方程不变：半开qV=19.9m3/hHe=30.75m解方程组得：qV.max=21.82m3/h(2)压力31得:p1=2.58×

105Pa，下降,可定性分析。半开P1＝2.70×105Pa得:p1=2.58×105Pa，下降,可定性分析。32

(3)因调节流量多损失的扬程qVHeHeAHeDqVCDBAE'E半开全开阀门半开时：qV=19.9m3/h，He=30.75m

ΔHV=HD-HB=30.75-28.75=2.0m在qV=19.9m3/h，全开时管路需要的扬程：L=28.75m全开时管路特性曲线：(3)因调节流量多损失的扬程qVHeHeAHeDq33

5泵的安装高度是否适宜？以最大流量考查安装高度（更安全）。全开qVmax=21.82m3/hH=29.71m查表知：当qV=20m3/hNPSHr=2.8mqV=30m3/hNPSHr=4.3m插值得：qVmax=21.82m3/hNPSHr=3.1m当t=20℃，Ps=2.34×103PaHemqVm3/hPkw%NPSHrm134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3取S=1.0m5泵的安装高度是否适宜？全开qVmax=21.82m34则泵的允许安装高度：实际安装高度z=1m<[z]，故高度适宜求出口阀门关闭时，压力表的读数阀门关闭时u=0；∑hf=0在0-0及1-1面列方程则泵的允许安装高度：实际安装高度z=1m<[z]，故高度适宜35

7污水排放量增加30%,泵能否满足要求(1)qV’=1.3qV=25.87m3/h>qVmax=21.82m3/h因此单泵不能满足扩产要求。（2）措施1：两泵并联操作半开时：2.70×105Pa；全开时：2.58×105Pa阀门关闭流量增大→出口压力表读数？泵的组合曲线7污水排放量增加30%,泵能否满足要求（2）措施36扩产要求：qV并=25.87m3/h，He并=33.72m阀门全开时，管路所需扬程：L=24+0.012×25.872=32.03m所需扬程：L<He并

He并HeABdbCQ1Q并并联泵特性曲线：单泵特性曲线：两泵并联操作方案可行－适当减小阀门开度单泵特性曲线：扩产要求：qV并=25.87m3/h，He并=33.7237

求两泵并联时的最大流量：He并=35.9-0.00325

qV2L=24+0.012qV2

解得：qV并max=27.93m3/h最大流量与生产流量的比值：扩产前单泵：qV

max/qV=21.82/19.9=1.1扩产后并联：

qV’max/qV’=27.93/25.87=1.08He并HeABdbCQ1Q并求两泵并联时的最大流量：最大流量与生产流量的比值：He并H38扩产要求qV’=25.87

m3/hH串=54.40m所需扬程L<He串→两泵串联操作可行措施2：两泵串联操作He串HeABdbQ串cc'VΔ(z+p/ρg）0He单泵特性曲线：串联泵组合曲线：阀门全开时，管路所需扬程：L=24+0.012×25.872=32.03m扩产要求qV’=25.87m3/h所需扬程L<He串措施239串联操作的最大流量：He串=71.8-0.026

qV串2L=24+0.012qV2解得：qVmax=35.47m3/hHe串HeQ串VHeABCDE最大流量与生产流