化工原理

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2024年7月12日发(作者：)

某输水管路系统中，离心泵在转速为

5qv2，管路特性为

n＝2900r/min时的特性曲线方程为

k?＝5.0时的工作点流量

H＝25－

H＝10＋kqv2，qv的单位为m3/min。试求：（1）k=2.5时工作

qvB;（3）对于流

4）若k＝2.5关小到k?＝5.0,管路阻力损失增加了多少？（

H＝25－5qv2

扬程HA＝15m

扬程HB＝17.5m

点流量qvA与扬程HA;（2）阀门关小到

量qvB，因阀门开度由

不用改变阀门开度而用改变转速，

k=2.5时，管路特性方程为

两式联立求解得工作点

使流量从qvA调到qvB，试求转速应调到多少？

解：1）已知n＝2900r/min时，离心泵的特性方程为

A的流量为qvA=1.41m3/min

H＝10＋kqv2＝10＋2.5 qv2

H＝10＋k?qv2＝10＋5 qv2

扬程HC＝10+2.5 qvC2=13.75m

2）k?=5.0时，管路特性方程为

3）当qvC＝qvB=1.22m3/min

增加的阻力损失为

4）改变泵的转速，由比例定律知

此式与H＝25－5qv2联立求解得qvB=1.22m3/min

HB－HC=17.5－13.75＝3.75m

qvc/qvD=nc/nD，Hc/HD=(nc/nD)2

联立两式得HC/qvC2= HD/qvD2=K=

离心泵在不同转速下的等效率方程为

K= HC/qvC2=13.75/1.5=9.2

过C点的等效率方程为H＝9.2qv2

扬程HD＝16.2m 此式与H＝25－5qv2联立得qvD=1.33m3/min

nc=nDqvc/qvD=2900×1.22/1.33=2660r/min

(2900-2660)/2900×100%=8.3%<20%

在比例定律适用范围内。

如图所示，需安装一台泵，将流量

槽水面高出河面

45m3/h、温度20 ℃的河水输送到高位槽，高位

15m。试选一台离心泵，并确定安装高度。10m，管路总长度为

常数

H＝Kqv2

解：流量qv＝45m3/h，20 ℃水的ρ＝998.2kg/m3，μ＝1.005×10－3Pa.s

选管内流速u=2.5m/s，估算管内径

d＝(qv/0.785u)0.5=

[45/(3600×0.785×2.5)]0.5=0.08m

选?88.5×4mm水煤气管，内径

管内流速u=qv/0.785d2=

[45/(3600×0.785×0.08052)]=2.46m/s

Re=duρ/μ=0.0805×2.46×998.2/(1.005×10-3)=1.97×105

取ε＝0.35mm，ε/d=0.35/80.5=0.0043，查得λ＝0.028，截止阀（全开）le/d=300，

两个90 弯头le/d=35×2＝70，底阀（全开）le/d=420，管入口突然缩小

出口突然扩大ζ＝1。

管路的压头损失∑Hf=[λ×（l＋le）/d+ζ]×u2/2g

1-1与2-2两截面间列柏努力方程

IS80-65-125

=[0.028×(15/0.0805+300+70+420)+1＋0.5]×2.462/（2×9.81）＝8.89m

以河面1-1为基准面，在

H＝?Z＋∑Hf＝10+8.89＝18.89m（水柱）

根据qv=45m3/h，扬程H＝18.89m，可从离心泵规格表中选用型号为

的泵。其?h=3.0。

20 ℃水的饱和蒸汽压

入管路压头损失

Pv=2.335kPa，大气压力P0＝101.3kPa，吸入管长l=5m，吸

ζ＝0.5，管

d=80.5mm

填空

1、离心泵为了避免（）现象，启动前需（）被输送的液体，因

而离心泵不具有（

度。

2、离心泵的主要构件（

3、离心泵的比例定律（

4、离心泵的设计点是指

）能力。为了避免发生（

）、（

）、（

（

）。

）。

）、（

）现象，需限制（）高

）。

（）。

），目

）。而离心泵的工作点则是指

5、往复泵的正位移特性是指（

6、离心泵的特性曲线是在（

的是使离心泵的（

）测定的。启动离心泵时必须关闭（

）最小，以免烧坏电机。

选择

1、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进

口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认

为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因（

A）水温太高

D）排出管路堵塞

2、离心泵漏入大量空气后将发生（

A）汽化现象

A）扬程

B）气缚现象

）。

D）气浮现象

）。

C）汽蚀现象

B）真空计坏了

）。

C）吸入管路堵塞

3、以下物理量不属于离心泵的主要性能参数（

B）效率C）轴功率D）有效功率

）

B）泵出口的压力减小

4、离心泵的调节阀开大时，则（

A）吸入管路的阻力损失不变

泵工作点的扬程升高

5、离心泵铭牌上标明的是泵在（

A）流量最大B）压头最大

6、离心泵产生汽蚀的原因可能是（

A）启动前没有充液B）安装高度过高

7、由阀门全开的条件算出在要求流量为

上查得与Q对应的扬程为

为（）。

C）泵入口处真空度减小D）

）时的主要性能参数。

C）效率最高

）。

C）底阀堵塞

Q时所需扬程为

D）叶轮直径太小

He，在离心泵的性能曲线

D）轴功率最小

H，H>He，在流量为Q时泵的效率为η，则泵的轴功率

C）QHeρ/102ηkw D）QHA）QHeρg/1000ηkw B）QHρg/1000ηkw

ρg/102ηkw

简述

计算题

简述离心泵的气缚和汽蚀现象，

用泵将贮槽中密度为

往复泵有无气缚和汽蚀现象，为什么？

1200kg/m3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维

200mmHg

?68×4mm，

持恒定，其上方压强101.33×103Pa。蒸发器上部的蒸发室内操作压强为

（真空度）。蒸发器进料口高于贮槽内的液面

效率为65%，则轴功率为多少？

解：在贮槽液面1-1与管路出口内侧2-2两截面间列柏努力方程

gz1+u12/2+P1/ρ＋W= gz2+u22/2+P2/ρ+∑hf

15m，输送管道的直径为

送料量为20m3/h，溶液流经全部管道的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。若

式中Z1=0,Z2=15m,P1=0(表压),P2=-(200/760)×101.33×103=-26670Pa(表压)，u1=0,

u2=20/(3600×0.785×0.062)=1.97m/s

∑hf=120J/kg

W=g?z+u22/2+(P2-P1)/ρ+∑hf

本文标签： 离心泵管路特性损失曲线