化工原理输送设备作业
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解:不能。
由题意知,P0=6.5×105Pa;Pv=6.35×105Pa;ρ=530kg/m3;△h=3.5m;Hf=1.6m.
由公式:Hg= - -△h-Hf得:
Hg= - -3.5-1.6
= -2.21<0
所以该泵不能正常操作。
思考题
1.离心泵启动前为什么要灌泵?
答:如果离心泵在启动前不灌泵,那么吸入管路、叶轮和泵壳内就会充满空气。由于空气的密度远小于液体的密度,所以泵旋转时对空气产生的离心力非常小,叶轮中心处所形成的低压不足以造成吸入液体所需的真空度,此时虽启动离心泵也不能输送液体。所以离心泵在启动前必须灌泵。
第二章输送设备
习题
3.在用水测定离心泵性能的试验中,当流量为26m3/h,泵出口压力表读数为152×103Pa,泵入口处真空计读数为24.7×103Pa,轴功率为2.45kW,转速为2900r/min。真空计与压力表两侧压口间的垂直距离为0.4m,泵进、出口管径相等,两侧压口间管路的流动阻力可忽略不计,试计算该泵的效率,并列出该效率下泵的性能。
3.如何改变离心泵的工作点?
答:改变离心泵的工作点的方法有三种。第一,改变管路特性曲线。具体方法是调节流量调节阀的大小。第二,改变泵的转速。第三,改变叶轮直径。
4.简述离心泵的操作与注意事项。
答:启动离心泵前,要用手拨动电机风叶,确认叶轮转动灵活,无卡磨现象;使吸入管路和泵腔充满液体;使润滑液进入机械密封端面;点动电机,确认转向是否正确。启动时,要全开进口阀,关闭出口阀;接通电源,当泵正常运行后,在逐渐打开出口阀,并调节至所需流量。关闭时先逐渐关闭出口阀,再切断电源;若长期停用,应将泵拆卸清洗,包装保管。
解:泵的扬程:以真空表所在处截面为上游截面1–1ˊ,压强表所Hale Waihona Puke Baidu处的截面为下游截面2﹣2ˊ,基准水平线经过截面1–1ˊ的中心。以单位重量流体为基准,在截面1–1ˊ与2﹣2ˊ之间列伯努利方程式得:
Z1+ + +H = Z2+ + +Hf1-2
则:H=Z2-Z1+ + +Hf1-2
由题意知:Z2-Z1=0.4m,P1= -24.7×103Pa ,P2=152×103Pa , u1=u2.又由于两测压口的距离非常短,所以流动阻力可以忽略不计,即Hf1-2=0.
所以上式H = 0.4 + ×103
=18.43 m.
泵的效率:由公式N =
得: =
= ×100%
=53.26%
在该效率下,泵的流量Q=26 m3/h;扬程为18.43 m;轴功率为2.45Kw.
5.用离心油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷。贮罐内异丁烷液面恒定,其上方压强为6.5×105Pa。泵位于贮罐液面以下处1.5m,吸入管路的全部压头损失为1.6m。异丁烷在输送条件下的密度为530kg/m3,饱和蒸汽压为6.35×105Pa。已知输送流量下泵的允许气蚀余量为3.5m。试确定该泵能否正常操作。(不能)
5.简述离心泵和往复泵的流量调节方法。
答:离心泵流量调节方法:可以通过调节离心泵出口管路上的流量调节阀来控制流量;也可以改变泵的转速来控制;还可以通过改变叶轮直径来调节流量。
往复泵流量调节方法:通过改变旁路阀门的开度,以增减泵出口回流至进口处的流量,从而可调节进入管路系统中的流量;还可以通过改变转速或活塞行程来调节流量。
2.什么是气蚀现象?它有什么危害?
答:气蚀现象:在离心泵工作时,叶轮中心附近的压强非常低,当低压区的最低压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时,液体将在该处汽化并产生气泡,这些气泡随同液体一起由低压区流向高压区。此后i,气泡在高压作用下迅速破裂或凝结。在凝结过程中,液体质点从四周向气泡中心加速运动,以极高的速度冲向原气泡所占据的空间,在凝结的一瞬间,质点互相碰撞,产生很高的局部压力。若气泡在金属表面附近破裂或凝结,将产生几万kPa的压强,冲击频率高达每秒数千次,使泵体产生振动和噪音,同时金属表面因疲劳而逐渐破坏,这种现象称为气蚀现象。
气蚀的危害:离心泵出现气蚀现象时,一方面使泵体产生振动和噪音;另一方面,液体中微量的溶解氧可对金属产生化学腐蚀。经过一定时间之后,金属表面将出现斑痕、裂缝,甚至是蜂窝状空洞,最后呈海绵状逐步脱落。此外,由于蒸汽的生成使得液体的表观密度下降,导致液体的实际流量、出口压力和效率均下降,严重时泵完全不能输出液体。
由题意知,P0=6.5×105Pa;Pv=6.35×105Pa;ρ=530kg/m3;△h=3.5m;Hf=1.6m.
由公式:Hg= - -△h-Hf得:
Hg= - -3.5-1.6
= -2.21<0
所以该泵不能正常操作。
思考题
1.离心泵启动前为什么要灌泵?
答:如果离心泵在启动前不灌泵,那么吸入管路、叶轮和泵壳内就会充满空气。由于空气的密度远小于液体的密度,所以泵旋转时对空气产生的离心力非常小,叶轮中心处所形成的低压不足以造成吸入液体所需的真空度,此时虽启动离心泵也不能输送液体。所以离心泵在启动前必须灌泵。
第二章输送设备
习题
3.在用水测定离心泵性能的试验中,当流量为26m3/h,泵出口压力表读数为152×103Pa,泵入口处真空计读数为24.7×103Pa,轴功率为2.45kW,转速为2900r/min。真空计与压力表两侧压口间的垂直距离为0.4m,泵进、出口管径相等,两侧压口间管路的流动阻力可忽略不计,试计算该泵的效率,并列出该效率下泵的性能。
3.如何改变离心泵的工作点?
答:改变离心泵的工作点的方法有三种。第一,改变管路特性曲线。具体方法是调节流量调节阀的大小。第二,改变泵的转速。第三,改变叶轮直径。
4.简述离心泵的操作与注意事项。
答:启动离心泵前,要用手拨动电机风叶,确认叶轮转动灵活,无卡磨现象;使吸入管路和泵腔充满液体;使润滑液进入机械密封端面;点动电机,确认转向是否正确。启动时,要全开进口阀,关闭出口阀;接通电源,当泵正常运行后,在逐渐打开出口阀,并调节至所需流量。关闭时先逐渐关闭出口阀,再切断电源;若长期停用,应将泵拆卸清洗,包装保管。
解:泵的扬程:以真空表所在处截面为上游截面1–1ˊ,压强表所Hale Waihona Puke Baidu处的截面为下游截面2﹣2ˊ,基准水平线经过截面1–1ˊ的中心。以单位重量流体为基准,在截面1–1ˊ与2﹣2ˊ之间列伯努利方程式得:
Z1+ + +H = Z2+ + +Hf1-2
则:H=Z2-Z1+ + +Hf1-2
由题意知:Z2-Z1=0.4m,P1= -24.7×103Pa ,P2=152×103Pa , u1=u2.又由于两测压口的距离非常短,所以流动阻力可以忽略不计,即Hf1-2=0.
所以上式H = 0.4 + ×103
=18.43 m.
泵的效率:由公式N =
得: =
= ×100%
=53.26%
在该效率下,泵的流量Q=26 m3/h;扬程为18.43 m;轴功率为2.45Kw.
5.用离心油泵从贮罐向反应器输送液态异丁烷。贮罐内异丁烷液面恒定,其上方压强为6.5×105Pa。泵位于贮罐液面以下处1.5m,吸入管路的全部压头损失为1.6m。异丁烷在输送条件下的密度为530kg/m3,饱和蒸汽压为6.35×105Pa。已知输送流量下泵的允许气蚀余量为3.5m。试确定该泵能否正常操作。(不能)
5.简述离心泵和往复泵的流量调节方法。
答:离心泵流量调节方法:可以通过调节离心泵出口管路上的流量调节阀来控制流量;也可以改变泵的转速来控制;还可以通过改变叶轮直径来调节流量。
往复泵流量调节方法:通过改变旁路阀门的开度,以增减泵出口回流至进口处的流量,从而可调节进入管路系统中的流量;还可以通过改变转速或活塞行程来调节流量。
2.什么是气蚀现象?它有什么危害?
答:气蚀现象:在离心泵工作时,叶轮中心附近的压强非常低,当低压区的最低压强等于或小于输送温度下液体的饱和蒸汽压时,液体将在该处汽化并产生气泡,这些气泡随同液体一起由低压区流向高压区。此后i,气泡在高压作用下迅速破裂或凝结。在凝结过程中,液体质点从四周向气泡中心加速运动,以极高的速度冲向原气泡所占据的空间,在凝结的一瞬间,质点互相碰撞,产生很高的局部压力。若气泡在金属表面附近破裂或凝结,将产生几万kPa的压强,冲击频率高达每秒数千次,使泵体产生振动和噪音,同时金属表面因疲劳而逐渐破坏,这种现象称为气蚀现象。
气蚀的危害:离心泵出现气蚀现象时,一方面使泵体产生振动和噪音;另一方面,液体中微量的溶解氧可对金属产生化学腐蚀。经过一定时间之后,金属表面将出现斑痕、裂缝,甚至是蜂窝状空洞,最后呈海绵状逐步脱落。此外,由于蒸汽的生成使得液体的表观密度下降,导致液体的实际流量、出口压力和效率均下降,严重时泵完全不能输出液体。