DOC《第二章 流体输送机械》

第二章 流体输送机械 1.

用离心油泵将甲地油罐的油品送到乙地油罐.管路情况如本题附图所示.启动泵之前A、C两压力表的读数相等.启动离心泵并将出口阀调至某开度时,输油量为39 m3/h,此时泵的压头为38 m.已知输油管内径为100 mm,摩擦系数为0.02;

油品密度为810 kg/m3.试求(1)管路特性方程;

(2)输油管线的总长度(包括所有局部阻力当量长度). 解:(1)管路特性方程 甲、乙两地油罐液面分别取作1-1'

与2-2'

截面,以水平管轴线为基准面,在两截面之间列柏努利方程,得到 由于启动离心泵之前pA=pC,于是 =0 则又mh2/m5=2.5*10C2 h2/m5 则(qe的单位为m3/h) (2)输油管线总长度 m/s=1.38 m/s 于是 m=1960 m 2.用离心泵(转速为2900 r/min)进行性能参数测定实验.在某流量下泵入口真空表和出口压力表的读数分别为60 kPa和220 kPa,两测压口之间垂直距离为0.5 m,泵的轴功率为6.7 kW.泵吸入管和排出管内径均为80 mm,吸入管中流动阻力可表达为(u1为吸入管内水的流速,m/s).离心泵的安装高度为2.5 m,实验是在20 ℃,98.1 kPa的条件下进行.试计算泵的流量、压头和效率. 解:(1)泵的流量 由水池液面和泵入口真空表所在截面之间列柏努利方程式(池中水面为基准面),得到 将有关数据代入上式并整理,得m/s 则m3/h=57.61 m3/h (2) 泵的扬程 (3) 泵的效率 =68% 在指定转速下,泵的性能参数为:q=57.61 m3/h H=29.04 m P=6.7 kW η=68% 3.对于习题2的实验装置,若分别改变如下参数,试求新操作条件下泵的流量、压头和轴功率(假如泵的效率保持不变). (1)改送密度为1220 kg/m3的果汁(其他性质与水相近);

(2)泵的转速降至2610 r/min. 解:由习题2求得:q=57.61 m3/h H=29.04 m P=6.7 kW (1)改送果汁 改送果汁后,q,H不变,P随ρ加大而增加,即(2) 降低泵的转速 根据比例定律,降低转速后有关参数为 4.用离心泵(转速为2900 r/min)将20 ℃的清水以60 m3/h的流量送至敞口容器.此流量下吸入管路的压头损失和动压头分别为2.4 m和0.61 m.规定泵入口的真空度不能大于64 kPa.泵的必需气蚀余量为3.5 m.试求(1)泵的安装高度(当地大气压为100 kPa);

(2)若改送55 ℃的清水,泵的安装高度是否合适. 解:(1) 泵的安装高度 在水池液面和泵入口截面之间列柏努利方程式(水池液面为基准面),得即m(2)输送55 ℃清水的允许安装高度

55 ℃清水的密度为985.7 kg/m3,饱和蒸汽压为15.733 kPa 则=m=2.31m 原安装高度(3.51 m)需下降1.5 m才能不发生气蚀现象. 5.对于习题4的输送任务,若选用3B57型水泵,其操作条件下(55 ℃清水)的允许吸上真空度为5.3 m,试确定离心泵的安装高度. 解:为确保泵的安全运行,应以55 ℃热水为基准确定安装高度. 泵的安装高度为2.0 m. 6.用离心泵将真空精馏塔的釜残液送至常压贮罐.塔底液面上的绝对压力为32.5 kPa(即输送温度下溶液的饱和蒸汽压).已知:吸入管路压头损失为1.46 m,泵的必需气蚀余量为2.3 m,该泵安装在塔内液面下3.0 m处.试核算该泵能否正常操作. 解:泵的允许安装高度为 式中 则 泵的允许安装位置应在塔内液面下4.26m处,实际安装高度为C3.0m,故泵在操作时可能发生气蚀现象.为安全运行,离心泵应再下移1.5 m. 7.在指定转速下,用20 ℃的清水对离心泵进行性能测试,测得q~H数据如本题附表所示. 习题7 附表1 q (m3/min)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 H /m 37.2 38.0