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文檔簡介
1、泵揚程計算公式:H=H1+H2+V22/2g+h1H1:垂直距離,米;H2:泵座出口壓力,米;V22/2g :泵座出口測壓點處動能,米;h1:井內泵管的水力損失,(取 7-9 米)。1)、 300 米輸送水力損失:輸送管內徑 300mm 損失 23 米; 輸送管內徑 325mm 損失 14 米; 輸送管內徑 350mm 損失 10 米; 輸送管內徑 400mm 損失 5 米;2)、 H1=40 米;出水口到目的高度;3)、 H2= 根據上面 40 米的定義,可取動水位到出水口高度列入計算;4)、 v=2m/s;5)、氣蝕余量:深井泵忽略,離心泵隨便估算個個位數值即可;6)、前提條件:抽水處和目
2、的水池均為標準大氣壓;上面 6 項全部相加得到的數值 ×裕度。325mm 管路水平輸送 300 米到達高度 40 處,大約揚程: 66-70 米揚程。 終于找到了。根據條件選擇水泵合適的揚程。水泵的揚程是指將水輸送出去的高度, 即水面到出水口的垂直高度, 用米作單位。 水通過輸 水管路和管路附件時會受到磨擦阻力,損失一部分揚程(稱為損失揚程) 。因此,水泵的總 揚程等于實際揚程與損失揚程之和。而水泵銘牌上所注明的揚程是指水泵的總揚程。因此, 我們在測出實際揚程后去購買水泵時,要在總揚程(即銘牌上的揚程)中考慮到損失揚程。 損失揚程應根據管路長短、底閥等附件的情況,一般其值為實際揚程1
3、0% 20%,即:水泵總揚程(銘牌上的揚程)實際揚程損失揚程(10%20%的實際揚程) ,通過計算,我們就可以知道需要多大揚程水泵,方便選擇。揚程計算泵的揚程計算是選擇泵的重要依據, 這是由管網系統的安裝和操作條件決定的。 計算前應首 先繪制流程草圖,平、立面布置圖,計算出管線的長度、管徑及管件型式和數量。一般管網如下圖所示, (更多圖例可參考化工工藝設計手冊) 。D排出幾何高度, m ;取值:高于泵入口中心線:為正;低于泵入口中心線:為負;S吸入幾何高度, m; 取值:高于泵入口中心線:為負;低于泵入口中心線:為正; Pd、 Ps容器內操作壓力, m 液柱(表壓) ;取值:以表壓正負為準Hf
4、1直管阻力損失, m 液柱;Hf2管件阻力損失, m 液柱;h 泵的揚程, m 液柱。Hf3進出口局部阻力損失, m 液柱;hD+S+hf1+hf2+h3+ PdPsh= D S+hf1+hf2+hf3+ PdPs h= D S+hf1+hf2+hf3+ PdPs表 5-5 :計算式中各參數符號的意義符號 意義 單位 d 管內徑 m長度 mQ 液體的體積流量 m3/sRe 雷諾準數 T 時間 sv 液體的流速 m/s密度 Kg/m3粘度 局部阻力系數 絕對粗糙度 m 摩擦因數 表 5-6 :某些工業管材的 約值見表 1管道類別 絕對粗糙度 /mm管道類別 絕對粗糙度 /mm金屬管 無縫黃銅管、
5、鋼管、鉛管非金屬48 頁。管 干凈玻璃管 新的無縫鋼管、鍍鋅鐵管 橡皮軟管 新的鑄鐵管木管道 具有輕度腐蝕的無縫鋼管陶土排水管 具有顯著腐蝕的無縫鋼管以上很好整平的水泥管舊的鑄鐵管 以上石棉水泥管注:摘至化工原理科學出版社 2001 年 9 月第一版,何潮洪、馮霄主編。第管網局部阻力計算項目 計算方法 依據條件 備注 管徑 (1) 確定流量、流速 (2) 計算管徑: Q v(3) 確定管子規格 管道阻力( 1) 計算 Re 準數Re(2) 計算直管阻力 hf1 當 Re 2000時為滯流(層流) 當 Re 2000時為湍流 2lg(3) 管件阻力:(管件、閥門等) hf2( 4) 進出口局部阻
6、力 h f3 = 突然擴大: 突然縮小: 由于 d1/d2 0,所以 1+= 管網總阻力hf hf1+hf2+hf3 液體的密度和粘度直管長度液體流量 Q,管內徑,管件,閥門型式擴大或收縮前后管的的尺寸、 :小管、大管管徑科爾布魯克( Colebrook )公式試用范圍Re4× 103 108, /d5× 10-210-6從水力光滑管到完全粗糙管。公式中 很小,可以忽略,即 2lg某些工業管材的 約值見表 5-6常常用管件局部阻力系數 見表 5-7 。表 5-7 :常用管件和閥件底局部阻力系數 值 管件和閥件名稱 值標準彎頭 45°, 90°, 90
7、176;方形彎頭 180°回轉頭活接管彎管R/d30°4560 ° 7590° 105 ° 120突然擴大A1/A2 0111突然縮小A1/A2 010標準三通管= =1閘閥 全開3/4 開1/2 開1/4 開24截止閥(球心閥)全開 =1/2 開=碟閥 a5° 10°20°30° 40° 45° 50° 60° 70118 751旋塞 5° 10°20°40° 60°206單向閥 搖板式 =2球形式=70角閥 (9
8、0°)5底閥濾水器(或濾水網 )2水表(盤形)7注:管件、閥件底規格形式很多,制造水平,加工精度往往差別很大,所以局部系數 的變 動范圍也是很大。表中數值只是約略值。至于其他管件、閥件等 值,可參考相關文獻。 注:摘至化工原理科學出版社 2001 年 9 月第一版,何潮洪、馮霄主編。第50 頁。P=QHr/(367 ) Q 流量 m3/h; H 揚程 m; r 介質比重 ; 效率 水泵的揚程、流量和功率是考察水泵性能的重要參數:1. 流量 水泵的流量又稱為輸水量, 它是指水泵在單位時間內輸送水的數量。 以符號 Q 來表 示,其單位為升 / 秒、立方米 /秒、立方米 /小時。2. 揚程
9、 水泵的揚程是指水泵能夠揚水的高度, 通常以符號 H來表示,其單位為米。 離心 泵的揚程以葉輪中心線為基準, 分由兩部分組成。 從水泵葉輪中心線至水源水面的垂直高度, 即水泵能把水吸上來的高度, 叫做吸水揚程, 簡稱吸程; 從水泵葉輪中心線至出水池水面的 垂直高度,即水泵能把水壓上去的高度,叫做壓水揚程,簡稱壓程。即 水泵揚程 = 吸水揚 程 + 壓水揚程 應當指出,銘牌上標示的揚程是指水泵本身所能產生的揚程,它不含管道 水流受摩擦阻力而引起的損失揚程。 在選用水泵時, 注意不可忽略。 否則, 將會抽不上水來。3. 功率 在單位時間內, 機器所做功的大小叫做功率。 通常用符號 N來表示。 常用
10、的單位 有:公斤 ·米/ 秒、千瓦、馬力。通常電動機的功率單位用千瓦表示;柴油機或汽油機的功率 單位用馬力表示。動力機傳給水泵軸的功率, 稱為軸功率,可以理解為水泵的輸入功率,通 常講水泵功率就是指軸功率。由于軸承和填料的摩擦阻力; 葉輪旋轉時與水的摩擦; 泵內水流的漩渦、 間隙回流、 進出、 口沖擊等原因。 必然消耗了一部分功率, 所以水泵不可能將動力機輸入的功率完全變為有效 功率,其中定有功率損失, 也就是說, 水泵的有效功率與泵內損失功率之和為水泵的軸功率。 一.離心泵的安裝高度 Hg計算 允許吸上真空高度 Hs是指泵入口處壓力 p1 可允 許達到的最大真空度。 而實際的允許吸
11、上真空高度 Hs 值并不是根據式計算的 值,而是由泵制造廠家實驗測定的值, 此值附于泵樣本中供用戶查用。 位應注意 的是泵樣本中給出的 Hs 值是用清水為工作介質,操作條件為 20及及壓力為 × 105Pa時的值,當操作條件及工作介質不同時,需進行換算。(1) 輸送清水,但操作條件與實驗條件不同,可依下式換算 Hs1Hs(Ha (H (2) 輸送 其它液體當被輸送液體及反派人物條件均與實驗條件不同時,需進行兩步換算: 第一步依上式將由泵樣本中查出的 Hs1;第二步依下式將 Hs1 換算成 Hs 2汽 蝕 余量 h對于油泵,計算安裝高度時用汽蝕余量 h來計算,即泵允許吸液體的 真空度,
12、亦即泵允許的安裝高度, 單位用米。 用汽蝕余量 h由油泵樣本中查取, 其值也用 20清水測定。若輸送其它液體,亦需進行校正,詳查有關書籍。吸程=標準大氣壓(米)-汽蝕余量 -安全量(米)標準大氣壓能壓管路真空高度米。 例 如:某泵必需汽蝕余量為米,求吸程 h解:h=米 從安全角度考慮,泵的實際 安裝高度值應小于計算值。當計算之 Hg 為負值時,說明泵的吸入口位置應在貯 槽液面之下。 例 2-3 某離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度 Hs=。已知吸入 管路的全部阻力為,當地大氣壓為 ×104P,a 液體在吸入管路中的動壓頭可忽略。 試計算: (1) 輸送 20 清水時泵的安裝; (2)
13、 改為輸送 80水時泵的安裝高 度。 解:(1) 輸送 20清水時泵的安裝高度 已知: Hs= Hf0-1= u 12/2g0當地 大氣壓為 ×104P,a 與泵出廠時的實驗條件基本相符,所以泵的安裝高度為 Hg= m。 (2) 輸送 80水時泵的安裝高度 輸送 80水時,不能直接采用泵樣本 中的 Hs值計算安裝高度,需按下式對 Hs時行換算,即 Hs1Hs(Ha (H 已知 Ha=×104Pa 10mH2,O由附錄查得 80水的飽和蒸汽壓為。 Hv= ×103 Pa mH2O Hs1+10 += 將 Hs1值代入 式中求得安裝高度 Hg=Hs1Hf0-1= =
14、Hg 為負值,表示泵應安裝在水池液面以下, 至少比液面低。 二.揚程計算 見 附件 : 參考文獻: 參考文獻: 亞虎知識堂 附件: 離心泵的揚程又稱為泵 的壓頭 .doc 離心泵的揚程又稱為泵的壓頭 .doc 一.離心泵的安裝高度 Hg 計算允許吸上真空高度 Hs是指泵入口處壓力 p1 可允許達到的最大真空度。而實際的允許吸上真空高度 Hs 值并不是根據式計算的值, 而是由泵制造廠家實驗測定的值, 此值附于 泵樣本中供用戶查用。位應注意的是泵樣本中給出的 Hs 值是用清水為工作介質,操作條件為 20及及壓 力為 ×105Pa時的值,當操作條件及工作介質不同時,需進行換算。(1) 輸送
15、清水,但操作條件與實驗條件不同,可依下式換算Hs1 Hs (Ha (H(2) 輸送其它液體當被輸送液體及反派人物條件均與實驗條件不同時, 需進行兩步換算: 第一步依上式 將由泵樣本中查出的 Hs1;第二步依下式將 Hs1 換算成 H?s2 汽蝕余量 h對于油泵, 計算安裝高度時用汽蝕余量 h來計算,即泵允許吸液體的真空度, 亦即泵允許的安裝高度, 單位用米。用汽蝕余量 h由油泵樣本中查取,其值也用 20清水測定。若輸送其它液體,亦需進行校正, 詳查有關書籍。吸程 =標準大氣壓(米) -汽蝕余量 -安全量(米) 標準大氣壓能壓管路真空高度米。例如:某泵必需汽蝕余量為米,求吸程h解: h=米從安全
16、角度考慮, 泵的實際安裝高度值應小于計算值。 當計算之 Hg 為負值時, 說明泵的吸入口位置應 在貯槽液面之下。例 2-3 某離心泵從樣本上查得允許吸上真空高度Hs=。已知吸入管路的全部阻力為,當地大氣壓為 ×104Pa,液體在吸入管路中的動壓頭可忽略。試計算:(1) 輸送 20清水時泵的安裝;(2) 改為輸送 80水時泵的安裝高度。解: (1) 輸送 20清水時泵的安裝高度已知: Hs=Hf0-1=u12/2g 0當地大氣壓為 ×104P,a 與泵出廠時的實驗條件基本相符,所以泵的安裝高度為Hg= m 。(2) 輸送 80水時泵的安裝高度Hs 值計算安裝高度,需按下式對
17、Hs時行換算,即輸送 80 水時,不能直接采用泵樣本中的Hs1 Hs (Ha (H已知 Ha=×104Pa10mH2O,由附錄查得 80水的飽和蒸汽壓為Hv=×103 Pa mH2OHs1 +10 +=將 Hs1 值代入 式中求得安裝高度 Hg=Hs1 Hf0-1= =Hg 為負值,表示泵應安裝在水池液面以下,至少比液面低二.揚程計算 見附件:參考文獻: 亞虎知識堂附件: 離心泵的揚程又稱為泵的壓頭 .doc離心泵的揚程又稱為泵的壓頭,是指單體重量流體經泵所獲得的能量。 泵的揚程大小 取決于泵的結構 (如葉輪直徑的大小,葉片的彎曲情況等、轉速。目前對泵的壓頭尚不 能從理論上
18、作出精確的計算, 一般用實驗方法測定。 泵的揚程可同實驗測定, 即在泵進 口處裝一真空表,出口處裝一壓力表,若不計兩表截面上的動能差(即 u2/2g=0),不計兩表截面間的能量損失 (即 f1-2=0),則泵的揚程可用下式計算注意以下兩點:(1) 式中 p2 為泵出口處壓力表的讀數 (Pa); p1 為泵進口處真空表的讀數 (負表壓值, Pa)。(2) 注意區分離心泵的揚程 (壓頭 )和升揚高度兩個不同的概念。 揚程是指單位重量 流體經泵后獲得的能量。在一管路系統中兩截面間(包括泵 )列出柏努利方程式并整理可得式中 H 為揚程,而升揚高度僅指 z一項。例 2-1 現測定一臺離心泵的揚程。工質為
19、20 清水,測得流量為 60m /h 時,泵進口真空表讀數為,出口壓力表讀數為 (表壓 ),已知兩表間垂直距離為 0.45m 若泵的吸入管與壓出管管徑相同,試計算該泵的揚程。解 由式查 20 ,h =0.45mp =*10 Pap =-2*10 PaH=+ =50.5m本人認為在設計中選泵步驟如下: 1,根據總的物料平衡確定需要的流量; 2,根據輸送物料 的特點和工藝要求確定泵的類型; 3 ,在設備布置后,確認大概所需泵的揚程; 4,初步選取 泵的形式; 5,根據配管情況進行管網阻力平衡計算,確認泵揚程及NPSHr;6,根據泵性能曲線,確認泵正常操作在最佳范圍內; 7,填寫設備數據表。選泵步驟
20、:1、確認環境條件2、確認操作條件3、確認介質性質 包括介質名稱、溫度、密度、粘度、飽和蒸汽壓力、固體顆粒直徑和含量、氣體的含量、腐 蝕性、揮發性、燃爆性、毒性。4、選定泵過流部件的材質 根據泵送介質的物理化學性質主要考慮以下幾個方面:(1)介質的腐蝕性 泵過流部件的耐腐蝕性能滿足使用要求即可, 不可追求過高的耐腐蝕性能, 否則, 將大幅度 增加泵的購置成本。(2)介質是否含固體顆粒因為固體顆粒的硬度和含量直接關系到泵過流部件的耐用性。(3)介質的溫度(壓力) 介質的溫度(壓力)越高,泵過流部件的材質強度應越高。一般的,溫度>250時,應選用鑄鋼件或鋼件。(4)有衛生級或禁止污染要求的介質 選擇相應的過流部件材質。另外,泵的結構應是便于清洗的。5、選定泵類型參考本文 “一、選泵原則 ”。6、選定泵性能參數(1)計算法A、流量:它直接關系到整個裝置的生產能力和輸
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