1、流体流动与输送讨论题流体流动与输送讨论题采用气提法除去污水中易挥发杂质，使其达到环保排放要求，工艺流程如图所示。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。H m qv m3/h P kW%NPSHr m134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3试求：试求：1.设泵工作时阀门半开，设泵工作时阀门半开，泵排出侧管路总长泵排出侧管路总长（包括局部阻力）为（包括局部阻力）为200m，试求泵的工，试求泵的工作点作点.2.泵吸入段的阻力及泵吸入段的阻力及（l+le)=?3.真空表真空表P3的读数？的读数？已知：池内水温已知：池内水温2
2、0，压力表，压力表2.70105 Pa（g），），塔顶操作塔顶操作压力压力1.96104 Pa（g），），进料预热器的压降进料预热器的压降1.96104 Pa，水，水在管路中的流动均属于阻力平方区，且摩擦系数在管路中的流动均属于阻力平方区，且摩擦系数为为0.023，吸，吸入侧和排出侧的管径均为入侧和排出侧的管径均为852.5，图中所示的相对高度分别，图中所示的相对高度分别为为h1=2 m，h2=22 m，h3=1m。h2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h314阀门全开时，泵排出侧阀门全开时，泵排出侧（l+le)=100米米(不含换热器不含换热器)，试
3、，试求泵的工作点及压力表的读数？因调解流量多损失的扬程求泵的工作点及压力表的读数？因调解流量多损失的扬程HV?（预热器损失扬程按（预热器损失扬程按He=31.25u2/2g计算）计算）5泵的安装高度适宜否？泵的安装高度适宜否？6阀门关闭时，压力表的读数？阀门关闭时，压力表的读数？7因扩大生产能力，污水排放量增加因扩大生产能力，污水排放量增加30%。问该泵能否满足。问该泵能否满足要求？如不能满足要求要求？如不能满足要求,可采取什么措施？阀门如何动作？可采取什么措施？阀门如何动作？压力表如何变化？压力表如何变化？（以原工作点为准）（以原工作点为准）8 塔操作压力波动，塔操作压力波动，对泵操作有何影
4、响？对泵操作有何影响？试用图解说明，试用图解说明，应采取什么措应采取什么措 施稳定生产？施稳定生产？h2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h31解：解：(1)首先确定流量首先确定流量 在在1-1及及2-2面间列机械能衡算方程：面间列机械能衡算方程：212222211122fEhgPgugPZgugPZguZZgPgPPhEf2)(21122121,guguhf255.322010)81.9100096.196.10.27(2121421,gudlelhf2)(21.设阀门半开，泵排出侧管路总长（包括局部阻力）设阀门半开，泵排出侧管路总长（包括局部阻力）
5、200米，试米，试求泵的工作点求泵的工作点?gugudlel255.32)(2121为什么这样取截面？为什么这样取截面？已知已知12的总长、两的总长、两个压力、位高个压力、位高 h1=2 m h2=22 m h3=1mh2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h3108.0023.020055.308.081.92)(55.322dlelgduhmudqV/9.1936001.1)08.0(785.04322smu/1.1(2)确定泵的工作点确定泵的工作点 H m qVm3/hP kw%NPSHr m134.5101.8750.61.3230.8202.6
6、642.8324303.0763.54.3设泵的特性曲线方程为设泵的特性曲线方程为：He=k-BqV2数据拟合：H=35.9-0.013qV2当当 qV=19.9 m3/h，He=30.75m*求泵的工作点求泵的工作点也可以查图求取。也可以查图求取。解解:(1)泵吸入段阻力：泵吸入段阻力：hf0-1在在1-1及及0-0面列方程面列方程(0-0面为基准面面为基准面)：10202101012)(fehguugPPzzHgudlelhhff2)(2303010mhf12.181.921.181.99981070.2275.3025102.泵吸入段的阻力及泵吸入段的阻力及(l+le)?muhdglel
7、f17.631.1023.012.181.908.022)(221030(2)求求(l+le)h1=2 m h2=22 m h3=1mh2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h313.真空表真空表P3的读数？的读数？解：解：在在0-0及及3-3面列方程面列方程(以以0-0面为基准面面为基准面)：忽略泵的阻力忽略泵的阻力30233320fhgugPZ1030ffhh)(36.213gkPaPkPaP63.21真真空度：12.121.11023ggPh2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h314 阀门全开时，泵排出侧
8、阀门全开时，泵排出侧（l+le)=100米（不含换热器），米（不含换热器），试求泵的工作点及压力表的读数？因调节流量多损失的扬程试求泵的工作点及压力表的读数？因调节流量多损失的扬程HV?（预热器损失扬程按（预热器损失扬程按He=31.25u2/2g计算）计算）解解:(1)求系统最大流量（阀门全开时）求系统最大流量（阀门全开时）在在0-0及及2-2面列方程：面列方程：EfHhgugPZL202222222498.3242)08.010017.63023.025.31(081.910001096.122uLguL当量长度取决于管路特性当量长度取决于管路特性吸入段局部阻力当量长不变。吸入段局部阻力当
9、量长不变。h2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h312013.09.35VeqH2012.024VqLhmqdquVV/:,3600/432式中解方程组得：qV.max=21.82 m3/h He=29.71 m(2)压力表读数压力表读数 在在1-1及及0-0面列方程面列方程(以以0-0面为基准面面为基准面)：1021112fehgugPZH阀门全开时的管路特性曲线方程：阀门全开时的管路特性曲线方程：泵特性曲线方程不变：泵特性曲线方程不变：半开半开qV=19.9 m3/hHe=30.75mh2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2
10、001P3P1h1h31gudlelZHgPe2)(1(2111)2(102111fehguZHgP07418.02)08.0360082.214(2)36004(22222max21ggdqguVmgP28.2607418.0)108.017.63023.0(271.291得得:p1=2.58 105Pa，下降下降,可定性分析。可定性分析。半开半开P12.70105 Pah2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h31 (3)因调节流量多损失的扬程因调节流量多损失的扬程qVHeHeAHeDqVCDBAEE半开半开全开全开阀门半开时：阀门半开时：qV=19
11、.9 m3/h，He=30.75 m HV=HD-HB=30.75-28.75=2.0 m在在 qV=19.9 m3/h，全开时管路需要的扬程：，全开时管路需要的扬程：L=28.75 m2012.024VqL全开时管路特性曲线：全开时管路特性曲线：5 泵的安装高度是否适宜？泵的安装高度是否适宜？以最大流量考查安装高度（更安全）。以最大流量考查安装高度（更安全）。全开qVmax=21.82 m3/hH=29.71 m查表知：当查表知：当qV=20m3/h NPSHr=2.8 m qV=30m3/h NPSHr=4.3m插值得：插值得：qVmax=21.82m3/h NPSHr=3.1mmggud
12、lelhf35.1221.108.017.63023.02)(2210当当 t=20，Ps=2.34103 Pa Hem qVm3/h Pkw%NPSHr m 134.5101.8750.61.3 230.8202.6642.8 324303.0763.54.3取 S=1.0 msmu/21.108.0785.03600/82.212max则泵的允许安装高度：则泵的允许安装高度：实际安装高度z=1mqVmax=21.82 m3/h 因此因此单泵不能满足扩产要求单泵不能满足扩产要求。（2）措施）措施1：两泵并联操作：两泵并联操作时，单并HH单并,2VVqq24并并VqBkH2单单VBqkH半开时
13、：半开时：2.70105 Pa；全开时：；全开时：2.58105Pa阀门关闭阀门关闭流量增大流量增大出口压力表出口压力表读数？读数？泵的组泵的组合曲线合曲线扩产要求：扩产要求：qV并并=25.87 m3/h，He并并=33.72 m阀门全开时，管路所需扬程：阀门全开时，管路所需扬程：L=24+0.01225.872=32.03 m所需扬程：所需扬程：L He并并 He并HeABdbCQ1Q并200325.09.35并并VqH2013.09.35VeqH并联泵特性曲线：并联泵特性曲线：单泵特性曲线：单泵特性曲线：2012.024VqL两泵并联操作方案可行两泵并联操作方案可行适当减小阀门开度适当减
14、小阀门开度单泵特性曲线：单泵特性曲线：求两泵并联时的最大流量：求两泵并联时的最大流量：He并并=35.9-0.00325 qV2 L=24+0.012 qV2 解得：解得：qV并并max=27.93 m3/h最大流量与生产流量的比值：最大流量与生产流量的比值：扩产前单泵：扩产前单泵：qV max/qV=21.82/19.9=1.1扩产后并联：扩产后并联：qV max/qV=27.93/25.87=1.08He并HeABdbCQ1Q并扩产要求扩产要求qV=25.87 m3/h H串串=54.40 m所需扬程所需扬程LHe串串两泵串联操作可行两泵串联操作可行措施措施2：两泵串联操作：两泵串联操作H
15、e串HeABdbQ串ccV(z+p/g）0He2,2串串VBqkH2,026.08.71串串VqH2013.09.35VeqH单泵特性曲线：单泵特性曲线：串联泵组合曲线：串联泵组合曲线：阀门全开时，管路所需扬程：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：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/hHe串HeQ串VHeABCDE最大流量与生产流量的比值：最大流量与生产流量的比值：扩产前单泵：扩产前单泵：qV max/qV=21.82/19.9=1.1 扩产后并联：
16、扩产后并联：qV max/qV=27.93/25.87=1.08扩产后串联：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？）扩产后泵组合运行：阀门如何动作？阀门半开时，管路特性（在阀门半开时，管路特性（在00与与11间列方程）：间列方程）：222241067.124)08.03600/4(21)08.020017.63023.025.31(2281.91000 101.96VVqLqgL200325.09.35并并VqH由两式解得：qV=24.42 m3/h 25.87 m3/h 开度1/2时，流量达不到扩产要求，两泵并联组合曲线：两泵并
17、联组合曲线：阀门开度应大于阀门开度应大于1/2h2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h31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？泵串联操作时？QDHeQQmaxBAC半开全开Q并联单泵AQDHeQQmaxBAC半开全开Q并联单泵AQDHeQQmaxBAC半开半开全开全开Q并联并联单泵单泵AqDHeqqmaxBAC半开半开全开全开q并联并联单泵单泵A8.塔操作压力波动，对泵操作有何影响？试用图解说明，塔操作压力波动，对泵操作有何影响？试用图解说明，应采取什么措施稳定生产？应采取什么措施稳定生产？塔压力波动必将导致流量的波动。塔压力波动必将导致流量的波动。塔压增高塔压增高管路特性曲线平等上移管路特性曲线平等上移工作点上移工作点上移BA 流量下降流量下降应开大阀门，系统阻力下降。应开大阀门，系统阻力下降。塔压下降，流量增高，塔压下降，流量增高，此时应关小阀门，此时应关小阀门，系统阻力增加。系统阻力增加。CAHeqv塔压增高塔压增高塔压降低塔压降低ACBh2001P3P1h1h32 2h2001P3P1h1h3h2001P3P1h1h31稳定生产稳定生产,增加流量控制表增加流量控制表h2001P3P1h1h32 2FIC
