用离心泵将密度为1200kg·m-3的溶液同时输送到如附图所示的两个高位槽中。已知:图的右上角的密闭槽的压力为15
用离心泵将密度为1200kg·m-3的溶液同时输送到如附图所示的两个高位槽中。已知:图的右上角的密闭槽的压力为15kPa(表压)。管路中所有阀门全开情况下,吸入管路长度为12m(包括所有局部阻力的当量长度,下同),管道为声68mm×4mm。压出管路上AB段的长度为18m,φ68mm×4mm;支管B→2的长度为15m,支管B→3的长度为10m,两支管均为φ57mm×3.5mm。要求向高位槽2和3中最大的输送量分别为15.12m3·h-1和12.96m3·h-1。管路摩擦系数入=0.03,溶液的其他物性与水相近,当地大气压为101.325 kPa。试求:
(1) 选用一台合适的离心泵完成输送任务;
(2) 若在操作条件下溶液的饱和蒸气压为8.5kPa,则泵的安装高度为多少m。
选择离心泵,计算完成最大输送量时管路所需的扬程。
因该泵同时向两个高位槽输液,故应分别计算其扬程,再选择较大的扬程作为选泵的依据。
各支管流速:
B→2支路
B→3支路
总管流量与流速:qV=qV,2+qV,3=15.12+12.96=28.08m3·h-1,
在贮槽1与高位槽2之间列伯努利方程
其中,z1=0,p1=p2=0,u1=u2=0,z2=10m
∑hf,1-2=∑hf,1-B+∑hf,B-2
故He,2=z2+∑hf,1-2=10+7.92=17.92m
同理,在贮槽1与高位槽3之间列伯努利方程
其中,z1=0,p1=0(表压),u1=u3=0,z3=10m,p3=15kPa(表压)
∑hf,1-3=∑hf,1-B+∑hf,B-3
故He,3<He,2,故选择扬程He,2=17.92m
因所输送溶液物性与水基本相似,所以,可以选择清水泵。
根据qV=28.08m3·h-1,He=17.92m,查IS型离心泵性能参数,选择IS65-50-125型离心泵,其性能为:qV=30m3·h-1,He=18.5m,N=2900rpm,N=2.22kW,η=68%,配用电机功率3kW,必须气蚀余量△hr=3m。
选泵的基本依据是流量与扬程,泵所提供的流量与扬程应大于管路所需的数据。对于输送密度比水大的流体时,若选用清水泵,则需核算功率。本题所输送液体密度(ρ=1200kg·m-3)大于水的密度,故需核算功率。
最大输液量qV,计算(28.08m3·h-1)<qV,选择(30m3·h-1),轴功率N<2.22kW。以N=2.22kW进行核算,则可得输送该溶液时泵的轴功率
经校核的离心泵轴功率为2.66kW小于所选离心泵的轴功率3kW,故配用电机功率够用,该离心泵适用。
(2) 确定离心泵安装高度
为安全考虑,实际安装时,再下降0.5m,即泵的安装高度为:2.56-0.5=2.06m