化工原理2-2.ppt

2. 离心泵的工作点 例：如图所示，将20℃的清水从贮水池输送到高位槽。已知高位槽内水面高于贮水池水面13m。高位槽及贮水池中水面恒定不变，且均与大气连通。输送管为的钢管，总长度(包括局部阻力的当量长度)为200米。现拟选用4B20型水泵，当转速为2900 r／min时，其特性曲线如下图所示。试分别求泵在运转时的流量、轴功率及效率。在本题情况下，摩擦系数可取0.02 解： 在1-1、2-2间列伯努利方程 Q =90m3/h时，H =124.5-0.392 Q=89.22m H He ，所以泵满足要求 50m 1 1 2 2 基准面 （2） 用阀门调节损失的压头为 损失的功率为 O Q2=90 Q H2 H(m) A2 关小阀门改变泵的工作点 A1 He2 Q(m3/h) 泵的特性曲线变为 Q=90m3/h时， H′=100-0.351Q =68.41m 用转速调节，辅以阀门调节损失的压头为 损失的功率为 （3）转速改变后，由比例定律得 O Q2 =90 Q1’ H2’ H(m) 减小转速并辅以阀门调节流量 A1’ He2=64 A1 Q(m3/h) Q1 A2’ 例：① 某管路安装一台水泵，其特性曲线如图所示。将水池中的水送至高度为10m，表压为9.81?104Pa 的密闭容器内，管内流量为16.7L/s，试求管路特性曲线(λ为定值)及输送每千克水所需要的能量； ②若将阀门关小，使管内流量减小25％，管路特性曲线有何变化？此时输送每千克水所需要的能量为多少？ 解: 求管路特性曲线： ① 由泵特性曲线知： 当Q＝16.7L/s时,泵的扬程H=50m, 此时He=50m, 管路的特性曲线为 ②关小阀门后 管路的特性曲线为 由泵特性曲线知： 当Q＝12.5L/s时, 泵的扬程H?=57m, 此时He?=57m, c）离心泵的并联和串联 并联 流量并联 = 2×流量单 Q H a C b Q并 Q1 H并 A B 并联后的实际工作点a点： 并联后泵的特性曲线： 串联 压头串联 = 2×压头单 Q串 H串 1 2 串联后泵的特性曲线： 串联后的实际工作点a点： —须用串联 若 He~Qe H~Q 离心泵组合方式的选择 工作过程 叶轮中部低压 液体吸入 灌泵 叶轮高 速旋转 离心作用 静压能和动能 叶轮 外缘 流道扩大 动能 静压能 液体排出 排液过程 吸液过程 泵壳 气缚 《化工原理》课件——第一章 流体流动 《化工原理》课件——第二章 流体输送设备 操作温度下,液 体的饱和蒸汽压 气化 气泡 叶轮中部 (低压区) 叶轮外缘 (高压区) 气泡 破裂 冲击叶轮 泵损害 离心泵的气蚀现象 安装高度? ? ，?汽蚀 问题：如何确定Hg的上限 以贮液槽液面为基准水平面，列贮液槽液面0-0与泵入口处截面1-1间的柏努利方程式，可得 2.允许安装高度 (1)允许吸上真空高度 允许的安装高度 HS值越大，表示该泵在一定操作条件下抗气蚀性能好，安装高度Hg越高。 HS与泵的结构、流量、被输送液体的物理性质及当地大气压等因素有关。 允许吸上真空高度由实验测定，也可从泵样本中查得。 泵样本中所给出的Hs，是在大气压力为10.33mH2O下，以20℃水(此时水的饱和蒸气压为0.24mH20)为介质测定的数值。如果泵的操作条件与上述实验条件不同时，则应把泵样本中给出的Hs值换算成操作条件下的值，即 Hs的校正 实际安装高度 为确保离心泵在运转时不发生气蚀现象，泵的实际安装高度还应比计算的允许安装高度Hg低0.5～1.Om。 例：用一台离心泵在海拔高度400m处输送40℃的水，从泵样本中查得该泵的允许吸上真空高度Hs=7.0m，若吸入管的压头损失约为1mH2O,泵入口处的动压头为0.2mH2O。试确定该离心泵的安装高度。已知海拔高度400m处的大气压力为9.85mH2O。 解： 泵的实际安装高度为4.86-0.5=4.36m。 在1-1’和k-k’间列柏努利方程： (2)汽蚀余量 当泵刚发生气蚀时，叶轮入口附近(k-k’)最小压强等于液体的饱和蒸汽压pv 时，泵入口处压强(1-1’)必等于某确定的最小值p1。 ——有效汽蚀余量 泵入口处：动压头+静压头-饱和蒸汽压头(液柱) ?ha的物理意义： ?ha?，p1 ??汽蚀 必需汽蚀余量?hr: 液体从泵入口到叶轮内最低压力点处的全部压头损失 泵入口处：动压头+静压头= ——用实验测定 判别汽蚀条件： ?ha ?hr , pk pv时， 不汽蚀 ?ha ＝ ?hr , pk ＝ pv时，开始发生汽蚀 ?ha ?hr , pk pv时， 严重汽蚀 泵入口处压头 叶轮压力最低处压头 饱和蒸汽压头 必需汽蚀余量?hr 有效汽蚀余量?