化工原理習題2-離心泵

一、離心泵流量調(diào)節(jié)的方法如圖，用離心泵將水由貯槽A送往高位槽mm×2.5mm，在泵出口閥門全開的情況下，整個輸送系統(tǒng)的總長為20所有局部阻力的當量長度，摩擦系數(shù)為0.02。查該離心泵的樣本，在輸送范圍內(nèi)其特性方程為：H=18-6105q（q的單位為m3/s，H的單位為m。水的密度可取為1000kg/m3。試v v求：閥門全開時離心泵的流量與壓頭；90%，寫出此時的管路特性方程并計算多消耗在閥門上的功率（設此時泵的效率為62%。解：1-1’2-2’截面間列伯努利方程u2 pz 1 1

z 2 2Hu2 pu1 2g g q

2 2g gll

f,12u2vuv

,d24

f,12

ed 2gll 8

20 8

e

20.02

q23.23105q2f,12

d5 2g

0.042 3.1429.81 v v已知z1

=0，z2

=3m，u1

=u≈0；p2

=p=0（表壓）2管路特性曲線方程可以改寫為：pH ze

f,12

33.23105q2v離心泵特性方程為：H=18-6×105qv二式聯(lián)立得：qv

=4.03×10-3m3/s，H=8.25m注意：列管路特性方程時通常把兩個截面的動能差△u2/2g那項忽略去12所示，新工作點為M’關小閥門后M’的流量與壓頭分別為：q’=0.9qv

=0.9×4.03×10-3=3.63×10-3m3/sH’=18-6×105q=18-6×105×(3.63×10-3)=10.09m（通過離心泵求）v設此時的管路特性方程為：H=B+Kq2e v由于截面狀況沒有改變，因此B=3m不變，但是K值因為關小閥門而增大，此時的新工作點M’應滿足管路特性方程，即：10.09=3+K×0.003632因此關小閥門后的管路特性方程為：

K=5.38×105H=3+5.38×105q2e v計算多消耗在閥門上的功率？當閥門全開，而流量為q’=3.63×10-3m3/s時，管路所需的壓頭vH 33.23105q2e v

33.23105(3.6310-3)

7.26m而現(xiàn)在離心泵提供的壓頭為H’=10.09m。顯然由于關小閥門而損失的壓頭為△H=10.09-7.26=2.83m則多消耗在閥門上的功率為NQ'Hg0.003632.8310009.81

162.5W 0.62二、離心泵組合方式的選擇12mФ48×3.525（包括除閥閘外的所有局部阻力之當量長度擦系數(shù)取為0.024。設泵的特性方程為=40-8×105q（q單位為m3/H單位為m，試求：v v若采用單臺離心泵輸送，當閥閘全開（ξ=0.17）時，水的輸送量為多少？分別為多少？仍采用兩臺離心泵組合輸送，而將閥閘關小至ξ’=40又為多少。（）管路特性曲線方程：p

ll 8H z

H z

( e) q2e g

f g

d 2gd4 v25 8H 12(0.024 0.17) q2代入數(shù)值

e124.33105qv

0.0412

3.1429.810.0414 v與泵的特性曲線方程聯(lián)立：12 4.33

5q 240 8v

5q 2v得單臺泵輸送量（2）閥閘全開

q=4.77×10-3m3/sv當兩臺泵串聯(lián)時，流量相同壓頭加倍，所以串聯(lián)泵的特性方程：H 28105q串

2）8016105q2v與管路特性方程聯(lián)立124.33105q2v得串聯(lián)泵輸送量

8016105q2vq 5.78103m2/s串1當兩臺泵并聯(lián)時，壓頭相同流量加倍，所以并聯(lián)泵的特性方程：qH 408105 v2402105q2并 2 v與管路特性方程聯(lián)立124.33105qv得并聯(lián)泵輸送量

402105q2vq 6.65103m2/s并1q 比較可知： q 并1 串1）閥閘關小至40時，管路特性方程H z

p l l(

8 ) q2e g d25

2gd4 v812(0.024 40) q20.041

3.14

9.810.0414 v121.6106q2當兩泵串聯(lián)時：

v121.6106q2v

8016105q2vq 4.61103m3/s串2當兩泵并聯(lián)時：

121.6106qv

402105q2vq 3.94