4.2 输送系统性能
在化工生产中有时,路密密麻麻,布置得似乎很复杂,m对泵装置来说,典型的管路输送系统不外乎如图4一13,
所示的儿种。在展示示各式各样的输选系统中,揋据能量平衡方M式(1—IV ),输送系统需要的能a刊以用下面一个通式来表
公斤/米%
y——液体重度,公斤/米%SluiSh——分别为排出侧、吸入侧所冇的管路阻力损失,米;C,——排出管口(即排出侧最高液面处)液体流
速,米/秒,公式(4 一22)告诉我们,要完成液体从设备I输送到 设备S,必须供给液体一定的能量丨+㈣,以克脤液体的位
差Z=Z^Z2)、压遊-p」一""-p」--)^沿稈阻力损 -2h: + 2h2).对于毎一个具体的输送系统,.等号右边的各项数值是扦 不相同的,如图4—13(b)、(d)、(e)、(f)、(h)所示的,其 吸上高度为负值,泵的位置低于吸入液面;(a)、(b)、 U0所示的输送系统,第二项压差往往为零;若物料进行远 距离输送,其位差又常常很小,这时H系统主要为克服沿程 阻力损失报所占有| “)、(心、<幻、<运)所示的输送系统, 其位差和差一般均有一定的数值,因此泵所提供的扬程也需较高a有的泵作为流体搅拌和抽真空用,此时动能一^〜项也占有一定的比例。
在一般输送系统中,公式(4—22)中的动ffi头2gC严格说应是一由于在整个式中所占的数傲很小,
往往略去不计,或者将它归纳到损央项2 h摘中去,因此公式 (4—22 )又可写成:
H系统二 Z + IU Z h衹 (A~22f)
或 H系线=H睁+ 2 h胡 (4—22vy
仍称为静扬程,但它包括几何杨程位差z和m差H压。 '
对于一个已定的输送系统,即管线iLHR寸、设备操怍 压力等一定吋,H静对流量来说是一小常量而变化,所以公式(4—22)中仅2h损是个变根据公式(1 — 12)、( 1一14),管路中的沿程摩陌和沿部阻力均与液体的流速成平方IH比,而流违又与泣量成正比,因而阻力损失随流量的加大也成平方倍埠加,歆公式(对应于 不同的流量值,即为
H^=H^ + K^Q2 (4-23)
这就是输送系统所需的能量H系洗与流量Q的关系式,即 输送系统的性能。若将此关系式用®线表示,则就成了输送系统性能曲线,它是一条抛物线,直观地S示了 H系统的变化 规律,如图4—14所示a
输送系统性能曲线的起点在纵坐标轴上CQ =〇),其 数值随静扬程H静的不同而不同,容器间压差大、位差高,则起点就高,见图4—15。曲线的陡度决定于陡度系数K陡,由管线、管件等的所有阻力系数决定。
同样,根据能量乎衡的道理,还可以列出吸入管路系统 性能关系式(4)和绘出吸入系统性能曲线图4一16。
即 -p/L 十 Aha (4—24)7 Y或 -Zl-SIu (4—240Y
公式(4_24)和图4—16中的Aha为吸入系统的“有效 汽蚀余量”,为饱和蒸汽压公斤/米"。可以看出,影响有效汽蚀余量的因素是吸入侧容器液面压力、液
体的操作温度、
z,- (ShM^Ah^) M—2G)
上式若取等号时,Zi为泵的最高允许吸上儿何高度。可见,对一合〔AlO已定的泵来说要想提高装贾的吸上尚度.应 尽可能设法减少吸入管路的阻力损失和降低操作温度,因为 操作温度低了,相应的饱和蒸汽压Pv也就小了。倂操作温 度往往由生产工艺决定,不能任意改变。所以应重点考虑减 小阻力损失,如加大管径、缩短管长、减少弯买、省去不必 要的管件等。
若吸液容器液面压力fh等于该温度下的饱和蒸汽压P 时,则公式(4一加)就成为Zi<- C +CAh3 ) (HG〇A是一个负值,它表明泵只能安装在吸入容器液面之下才能工作。
对于水泵和耐腐蚀泵,性能表和铭牌上告诉的是允许吸上真空度〔Hs〕,这时泵的安装高度可按下式求得Shi (4—27)
同样,此式也指示我们减少吸入阻力损失有利于提高吸上高度或防北汽蚀的发生。
在应用公式(4 一26 ) , ( 4 —27 )计算泵的几何安装高度时,必须注意:
(1)式中〔Ah〕、CHJ均应以输送条件下修正之卮的值代入。
(2)最大几何安装高度L应从吸液槽的最低液面箅起 (见图4—17 ),尤为间歇使用的离心泵,吏应名虑到这一点,否则在液面较高时能正常T作,一旦液面较低时就要产生汽蚀,以至拈不完槽内一定数员的液体a(3)对火口径泵,叶轮入a上缘至轴心线这一段距离也应计入吸上高度z!中5即几何安装高度应.桉图4—6所示那样来决定&
〔例4 一6〕有一台泵安装在丁烷贮罐垴低液面以下2*4米处,罐内液面m力为4*2绝对太气压,温度为30t,比重为0.5S,吸入管路阻力损失为1.S米,泵的允许汽蚀余量为3.2米t试求:K此安装高度能否保证泵的正常工作? 2.若贮罐液面压力为3.26公斤/厘米%则又如何?解①按题意,
算出的ZtS负值,m仍略高于(-2.4)米,所以基本上仍能工作,但一旦液面下降就不行了。〔例4 —7〕同例4— 3,如果泵吸入侧阻力损臾为2
米(包括速度头$在内),则在该输送条件下3BA—92g型泵的吸上高度为几何?解SEA—9型泵的允许吸上真空度虽有5米,但由于输送条件T同于制造厂的试验条件,因此允评吸上真空度应以修正之后的值CHSY为依据,所以按式(4 一27)ZiSCFU - Eh! = 2.62 - 2 = 0*62米即此时泵的最大呎上高度只有0.62米&