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文档简介

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

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