泵扬程计算

4 扬程计算（

5 - 9）

泵的扬程计算是选择泵的重要依据，这是由管网系统的安装和操作条件决定的。计算前应首先绘制流程草图，平、立面布置图，计算出管线的长度、管径及管件型式和数量。

一般管网如下图所示，（更多图例可参考化工工艺设计手册）。

D——排出几何高度，m；

取值：高于泵入口中心线：为正；低于泵入口中心线：为负；

S——吸入几何高度，m；

取值：高于泵入口中心线：为负；低于泵入口中心线：为正；

P d、P s——容器内操作压力，m液柱（表压）；

取值：以表压正负为准

H f1——直管阻力损失，m液柱；

H f2——管件阻力损失，m液柱；

H f3——进出口局部阻力损失，m液柱；

h ——泵的扬程，m液柱。

h＝D+S+h f1+h f2+h3+ P d－P s

h= D－S+h f1+h f2+h f3+ P d－P s

h= D＋S+h f1+h f2+h f3+ P d－P s

表5-5：计算式中各参数符号的意义

符号意义单位d管内径m

l长度m

Q液体的体积流量m3/s Re雷诺准数－

T时间s

v液体的流速m/s ρ密度Kg/m3μ粘度Pa.s ζ局部阻力系数－

ε绝对粗糙度m

λ摩擦因数－

表5-6：某些工业管材的ε约值见表1

管道类别绝对粗糙度

ε/mm 管道类别绝对粗糙度

ε/mm

金属管无缝黄铜管、钢管、铅管0.01～0.05

非

金

属

管

干净玻璃管0.0015～

0.01

新的无缝钢管、镀锌铁管0.1～0.2橡皮软管0.01～0.03新的铸铁管0.3木管道0.25～1.25具有轻度腐蚀的无缝钢管0.2～0.3陶土排水管0.45～6.0具有显著腐蚀的无缝钢管0.5以上很好整平的水泥管0.33旧的铸铁管0.85以上石棉水泥管0.03～0.8

注：摘至《化工原理》科学出版社2001年9月第一版，何潮洪、冯霄主编。第48页。

管网局部阻力计算

项目 计算方法

依据条件 备注 管径

（1） 确定流量、流速

（2） 计算管径：Q ＝v 4

d 2

（3） 确定管子规格

表5-7：常用管件和阀件底局部阻力系数ζ值

管件和阀件名

称 ζ值

标准弯头 45°，ζ＝0.35

90°，ζ＝0.75

90°方形弯头 1.3 180°回转头 1.5 活接管

0.4

1

工程一般认为，流体在直圆管内流动时，当Re ≤2000时为层流；当Re ≥4000时为湍流；当Re 在2000～4000范围内，为过渡状态。过渡状态计算λ时，工程上按湍流公式计算。

管道阻力

（1） 计算Re 准数

Re ＝μρdv （2） 计算直管阻力 h f1＝λd

l g v 22

① 当Re ≤2000时为滞流（层流） λ＝Re

64

② 当Re ≥2000时为湍流1

λ1＝1.14－2lg ⎪⎭⎫ ⎝⎛+λε

Re 35.9d （3） 管件阻力：（管件、阀门等） h f2＝ζg

v 22

（4） 进出口局部阻力 h f3＝ζg v 22= 1.5g

v 22

突然扩大：ζ＝2

2

22

11⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-d d 突然缩小：ζ＝ 0.5⎪⎪⎭

⎫ ⎝

⎛-2

22

11d d 由于d1/d2≈0，所以ζ＝1+0.5=1.5 ⑸ 管网总阻力

h f ＝ h f1+h f2+h f3 液体的密度和粘度 直管长度l

液体流量Q ，管内径，管件，阀门型式 扩大或收缩前后管的的尺寸

1d 、2d ：小管、大管管径

科尔布鲁克（Colebrook ）公式试用范围

Re ＝4×103～108

，

ε/d ＝5×10-2~10-6

从水

力光滑管到完全粗糙管。

公式中λRe 35.9很小，可以忽略，即

λ1＝1.14－2lg d ε 某些工业管材的ε约值

见表5-6

常常用管件局部阻力系数

ζ见表5-7。

弯管φ

R/d

30°45°60°75°90°105°120°

1.50.080.110.140.160.1750.190.20

2.00.070.100.120.140.150.160.17突然扩大A1/A200.10.20.30.40.50.60.70.80.91

ζ10.8

10.640.4

9

0.3

6

0.250.1

6

0.0

9

0.0

4

0.0

1

1

突然缩小A1/A200.10.20.30.40.50.60.70.80.91

ζ0.50.4

70.450.3

8

0.3

4

0.30.2

5

0.2

0.1

5

0.0

9

标准三通管

ζ=0.4 ζ=1.5 ζ=1.3 ζ=1闸阀全开3/4开1/2开1/4开

0.170.9 4.524

截止阀

（球心阀）

全开ζ=6.41/2开ζ=9.5碟阀a5°10°20°30°40°45°50°60°70°ζ0.240.52 1.54 3.9110.818.730.6118751旋塞θ5°10°20°40°60°

ζ0.240.52 1.5617.3206单向阀摇板式ζ=2球形式ζ=70

角阀(90°)5

底阀 1.5

滤水器

(或滤水网)

2

水表（盘形）7

注：管件、阀件底规格形式很多，制造水平，加工精度往往差别很大，所以局部系数ζ的变动范围也是很大。表中数值只是约略值。至于其他管件、阀件等ζ值，可参考相关文献。注：摘至《化工原理》科学出版社2001年9月第一版，何潮洪、冯霄主编。第50页。