化工原理习题2离心泵.docVIP

一、离心泵流量调节的方法×2.5 mm，在泵出口阀门全开的情况下，整个输送系统的总长为20 m（包括所有局部阻力的当量长度），摩擦系数为0.02。查该离心泵的样本，在输送范围内其特性方程为：H 18-6×105qv（qv的单位为m3/H的单位为m）m3。试求： （1）阀门全开时离心泵的流量与压头； （2）现关小阀门使流量减为原来的90%，写出此时的管路特性方程 （3）并计算多消耗在阀门上的功率（设此时泵的效率为62%）。 解： （1）在1-1’截面和2-2’截面间列伯努利方程 已知z1 0，z2 3 m，u1 u2 ≈ 0；p1 p2 0（表压） a．管路特性曲线方程可以改写为： b．离心泵特性方程为：H 18-6×105qv 二式联立得：qv 4.03×10-3 m3/s，H 8.25 m 注意：列管路特性方程时通常把两个截面的动能差△u2/2g那项忽略去 ’ 关小阀门后M’的流量与压头分别为： qv ’ 0.9qv 0.9×4.03×10-3 3.63×10-3 m3/s H’ 18-6×105qv 18-6×105× 3.63×10-3 10.09 m（通过离心泵求） 设此时的管路特性方程为： He B+Kqv2 由于截面状况没有改变，因此B 3 m不变，但是K值因为关小阀门而增大，此时的新工作点M’应满足管路特性方程，即： 10.09 3+K×0.003632 K 5.38×105 因此关小阀门后的管路特性方程为： He 3+5.38×105 qv2 （3）计算多消耗在阀门上的功率？ 当阀门全开，而流量为qv ’ 3.63×10-3 m3/s时，管路所需的压头 而现在离心泵提供的压头为H’ 10.09 m。显然由于关小阀门而损失的压头为 △H 10.09-7.26 2.83 m 则多消耗在阀门上的功率为 二、离心泵组合方式的选择 用离心泵从水池向敞口高位槽供水，两槽液位差为12 m。输送管路为Ф48×3.5 mm，管路中用一阀闸调节流量，管路总长为25 m（包括除阀闸外的所有局部阻力之当量长度），摩擦系数取为0.024。设泵的特性方程为H 40-8×105qv2（qv单位为m3/s，单位为m），试求：（1）若采用单台离心泵输送，当阀闸全开（ξ 0.17）时，水的输送量为多少？ （2）若采用两台型号相同的离心泵组合输送，当阀闸全开时，两泵串联或并联时的输送量分别为多少？ （3）仍采用两台离心泵组合输送，而将阀闸关小至ξ’ 40，则两泵串联或并联时的输送量又为多少。 管路特性曲线方程： 与泵的特性曲线方程联立： 得单台泵输送量 qv 4.77×10-3 m3/s （2）阀闸全开 当两台泵串联时，流量相同压头加倍，所以串联泵的特性方程： 当两台泵并联时，压头相同流量加倍，所以并联泵的特性方程： 比较可知： q并1 q串1ξ’ 40时，管路特性方程 当两泵串联时： 当两泵并联时： 比较可知：q并q串由本题可知，对于低阻管路系统（ξ 0.17），其管路特性曲线比较平坦，泵并联操作的流量及压头大于串联操作的流量及压头；对于高阻管路系统（ξ 40），其管路特性曲线比较陡峭，泵串联操作的流量及压头大于并联操作的流量及压头。如左图所示。