过程流体机械计算题参考答案-第4章.doc

第四章　泵 1．某化工厂需要三台水泵，其性能要求是第一台qv1=50 m3/h，H1 =100 m，第二台qv2=400 m3/h，H2=40 m，第三台qv3 = 8000 m3/h，H3 = 18 m，均选用n =1450 r/min的叶轮外径，试问叶轮交流电动机驱动，试问如何初选泵型？又若选出的第二台泵的扬程偏大，需要切割外径允许的最大切割量是多少？相应的流量、扬程和效率约降低多少？ 解： （1） 第一台qv1 = 50 m3/h，H1 = 100 m， 第二台qv2 = 400 m3/h，H2 = 40 m， 第三台qv3 = 8000 m3/h，H3 = 18 m， 均选用n = 1450 r/min。那么，根据式（4-38）：， 第一台， nS = 20。根据通常选择活塞式泵（169页，表4-4之上第3行），选用活塞泵。 第二台， nS = 111，根据表4-4，选用离心泵。 第三台， nS = 903，根据表4-4，选用轴流泵。 （2），那么由表4-3得： 叶轮外径允许的最大切割量为15%，即： ， ， ， 则，流量降低15%，扬程降低27．75%，效率降低1．5％（依据表4-3，切割量每10%导致效率下降1%）。 2．某化工厂由储水池清水输送到高位水槽中，要求供水量为100 m3/h。储水池至泵的高度为2.5 m，泵至高位水槽的高度为26 m，其上装有带滤网的底阀1个，闸板阀1个，90°弯头2个，锥型渐缩过渡接管1个，压水管长40 m，其上装有止回阀1个，闸板阀1个，90°弯头2个，锥型渐扩过渡接管1个。要求选用恰当的水泵。 解：选定管道直径 由 得： 其中 一般取吸水管中流速 ， 则吸水管直径 ，取外径为219 mm（内径210 mm）。 出水管直径 ，取外径为159 mm（内径150 mm）。 得到实际流速为： 吸水管中流速 出水管中流速 （2）水泵所需扬程 ① 吸水管阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。查得局部阻力损失系数为： 带滤网的底阀 ，闸板阀 ，90°弯头 ，锥型渐缩过渡接管 ， 吸水管阻力损失为： ② 出水管阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失。查得局部阻力损失系数为： 止回阀 ，闸板阀 ，90°弯头 ，锥型渐扩过渡接管 ， 出水管阻力损失为： ③ 水泵所需扬程 ④ 水泵选型 考虑一定的余量，水泵扬程为：1.08*H＝1.08×31=33.48 m 流量为： 在单级离心泵型谱图上查得100-80-160，压头H = 34 m，流量 ， ⑤ 校核 3．已知某化肥厂所选用的一台离心泵的性能为： qv，（m3/h） H(m) NPSHr(m) 60 24 4 100 20 4.5 120 16.5 5 该厂当地的大气压头为10.35 mH2O，查得年平均25℃下的清水的饱和蒸汽压力pv = 3168 Pa，泵前得吸入装置是储水池至泵的高度5 m，吸入管径250 mm，管长20 m，沿程阻力系数为λ= 0.02，其中有带滤网底阀一个ζ= 8，闸板阀一个ζ= 0.12。90°弯管4个ζ= 0.88，锥型渐缩过渡接管一个ζ= 0.05。该泵的使用流量范围在80-120 m3/h，试问该泵在使用时是否发生汽蚀？如果发生汽蚀，建议用户对吸入装置的设计应做什么改进，方可使其避免发生汽蚀？ 解：由式（4－17）得到 当 时，容易发生汽蚀，因为此时 大， 小，且 越大。 取工况 ，此时若不汽蚀，也不会汽蚀。此时 。 会发生汽蚀。 改进方法： ① 将改为； ② ③ 倒灌 ④ 管路阻力损失减小 ⑤ 第二种解法