流动与输送习题.ppt

流体流动与输送讨论题,用泵将20的水从敞口水池输送至气提塔塔顶，工艺流程如图所示。流程中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。,1.设正常操作时，泵出口阀门为半开，此时泵排出侧管路总长及其所包括的局部阻力的当量长度为200米（不含换热器），求管路特性曲线方程及泵的工作点。 2. 正常操作时，泵吸入段的阻力及对应的（l+le)? 真空表的读数为多少？,已知正常生产时，泵出口压力表读数为2.70105 Pa，气提塔塔顶操作压力1.96104 Pa（表压），水流经进料预热器的阻力可表示为He =31.25u2/2g（u为管路中的流速）。设水在管路中的流动均属于阻力平方区，且摩擦系数为0.023。泵吸入侧和排出侧的管径均为852.5mm。试求：,3若改阀门全开时，泵排出侧管路总长及其所包括的局部阻力的当量长度为100米（不含换热器），求此时泵的工作点及泵出口压力表的读数，并计算阀门由全开到半开时，因调解流量多损失的扬程H。 4计算说明泵的安装高度是否适宜？ 5泵出口阀门关闭时，压力表的读数为多少。 6因扩大生产能力，水排放量需增加30%，计算说明该泵是否仍能满足要求？如不能满足要求，可采取什么措施？此时阀门开度如何变化？压力表读数如何变化？（以原工作点为准） 7若塔的操作压力波动，对泵操作有何影响？图解说明，应采取什么措施稳定生产。,1设正常操作时，泵出口阀门为半开，此时泵排出侧管路总长及其所包括的局部阻力的当量长度为200米（不含换热器），求管路特性曲线方程及泵的工作点。,求泵工作点的方法？,工作点的参数：一般为流量、扬程、效率、轴功率 求工作点： 已知流量，或已知流速，由特性方程求扬程； 已知泵特性（方程）和管路特性方程，查表或联立求解。,解：(1)首先确定流量 在1-1及2-2面间列机械能衡算方程：,为什么这样取截面？ 已知12的总长、两 个压力、位高,当量长度法,(2)确定泵的工作点,方法一：拟合曲线法 设泵的特性曲线方程为： He=k-BqV2,数据拟合：H=35.9-0.013qV2,当 qV=19.9 m3/h，He=30.75m 方法二：图解法,*求泵的工作点，应该 画图查图求取更准确！,0.023，d=0.08m l+le=200m,解: (1) 泵吸入段阻力： hf,0-3hf，0-1 在0-0及1-1面列方程(0-0面为基准面)：,2. 求泵吸入段阻力及对应的(l+le)?真空表读数,(2) 求对应的(l+le),泵的吸入段？ 泵吸入口前！,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,真空表的读数？,解: (1)求阀门全开时系统的流量（最大） 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。,换热器,入口段当量长,出口段当量长,3若改阀门全开时，泵排出侧管路总长及其所包括的局部阻力的当量长度为100米（不含换热器），求此时泵的工作点及泵出口压力表的读数，并计算阀门由全开到半开时，因调解流量多损失的扬程H。,解方程组得：qV.max=21.82 m3/h He=29.71 m,得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/h He=30.75m,换成流量,关阀或开阀时扬程的变化规律？,(2)阀门全开时压力表读数 在0-0及1-1面列方程(以0-0面为基准面)，并化简：,29.71m,63.17m,得: p1=26.28 1000 9.812.58 105Pa（表压）,半开P12.70105 Pa（表压）,阀开度增大，出口压力表读数降低 如何做定性分析？,(3)因调节流量多损失的扬程,阀门半开时： qV=19.9 m3/h He=30.75 m,HV=HD-HB=30.75-28.75=2.0 m,在 qV=19.9m3/h，阀门全开时管路需要的扬程： L=28.75 m,全开时管路特性曲线：,4.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=21.82 m3/h H=29.71 m,查表知：当qV=20m3/h，NPSHr=2.8 m qV=30m3/h，NPSHr=4.3m 插值得：qVmax=21.82m3/h，NPSHr=3.1m,t=20时，Ps=2.34103 Pa,取安全量：S=1.0 m,则泵的允许安装高度：,实际安装高度z=1m z，故安装高度适宜。,5.求出口阀门关闭时，压力表的读数？,半开时：2.70105 Pa 全开时：2.58105Pa,流量增大泵出口压力表读数减小。,阀门关闭时： u=0；hf=0,在0-0及1-1面列机械能衡算方程,泵的特性曲线方程：,(1) qV=1.3qV=25.87 m3/h qVmax=21.82 m3/h 因此，单泵不能满足扩产要求。,（2）措施1：两泵并联操作,并联组合曲线,6. 水排放量增加30% ，泵能否满足要求,扩产要求：qV并=25.87 m3/hHe并=33.70 m 阀门全开时，管路所需扬程： L=24+0.01225.872=32.03 m,所需扬程：L He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：,求两泵并联时的最大流量： He并=35.9- 0.00325 qV2 L=24+0.012 qV2 解得： qV并max=27.93 m3/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=1.10 扩产后并联： qVmax/qV=27.93/25.87=1.08,需要：qV=25.87m3/h,扩产要求qV=25.87m3/h H串=54.22 m,所需扬程LHe串 两泵串联操作可行,措施2：两泵串联操作,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+0.01225.872=32.03 m,串联操作的最大流量： He串=71.8- 0.026 qV串2 L=24+0.012 qV2 解得：qVmax=35.47 m3/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=1.10 扩产后串联： qV max/qV=35.47/25.87=1.37,（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00与22间列方程）：,由两式解得：qV=24.42m3/h26.0m3/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,从半开逐渐增大开度： 压力表读数下降， H ; 工作点AB 若从全开逐渐减小开度： 压力表读数增加， H ; 工作点CB 泵串联操作时？,7.塔操作压