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化工原理流動與輸送習題.ppt

'化工原理流動與輸送習題.ppt'
流體流動與輸送討論題采用氣提法除去污水中易揮發雜質,使其達到環保排放要求,工藝流程如圖所示。有兩臺型號相同的泵,開一備一,泵的主要性能參數如下表所示。 H m qv m3/h P kw η % NPSHr m134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3試求:設閥門半開,泵排出側管路總長(包括局部阻力)200米,試求泵的工作點?泵吸入段的阻力及∑(l+le)?真空表P3的讀數?h3h20022P31P1h1已知:池內水溫20℃,壓力表P1=2.75 kgf/cm2(g),塔頂操作壓力0.2kgf/cm2(g),進料預熱器的壓降0.2 kgf/cm2(g),水在管路中的流動均屬于阻力平方區,且摩擦系數λ為0.023,吸入側和排出側的管徑均為Φ85×2.5,圖中所示的相對高度分別為h1=2 m,h2=22 m,h3=1m 。忽略泵的阻力損失。閥門全開時,泵排出側∑(l+le)=100米,試求泵的工作點?壓力表的讀數?因調解流量損失在閥門上的揚程ΔHV?(預熱器損失揚程按ΔHe =31.25u2/2g)安裝高度適宜否?閥門關閉時,壓力表的讀數?因擴大生產能力,污水排放量增加30%, 該泵能否滿足要求?如不能滿足要求,可采取什么措施?閥門如何動作?壓力表如何變化? (以原工作點為準)8 塔操作壓力波動, 對泵操作有和影響? 試用圖解說明, 應采取什么措 施穩定生產?h200122P3P1h1h3h200122P3P1h1h3解:(1) 首先確定流量 在1-1及2-2面列方程:設閥門半開,泵排出側管路總長(包括局部阻力)200米,試求泵的工作點?(2) 確定揚程HemqVm3/hNkwη%NPSHr134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3構成泵的特性曲線方程為: He=k-BqV2數據擬合: H=35.9-0.013qV2當 qV=19.9 m3/h,He=30. 75mh200122P3P1h1h3解: (1) 泵吸入段阻力:∑hf0-1’在1-1及0-0面列方程(以0-0面為基準面):2. 泵吸入段的阻力及∑(l+le)?(2) ∑(l+le)h200122P3P1h1h33 . 真空表P3的讀數?解:在0-0及3-3面列方程(以0-0面為基準面):忽略泵的阻力4 閥門全開時,泵排出側∑(l+le)=100米,試求泵的工作點?壓力表的讀數?因調節流量損失在閥門上的揚程ΔHV?(預熱器損失揚程按ΔHe =31.25u2/2g)解 : (1) 系統最大流量(閥門全開時) 在0-0及2-2面列方程:h200122P3P1h1h3解方程組得:qVmax=21.82 m3/h He=29.71 m(2) 壓力表讀數 在1-1及0-0面列方程((以0-0面為基準面):h200122P3P1h1h3得: p1=252766.59Pa=2.49 kg/cm2 (g) 下降,也可定性分析 (3) 調節流量損失在閥門上的揚程QDHeQHeAHeDQACDBAE'E半開全開當半開時:qV=19.9 m3/h時 He=30.75 m ΔHV=HD-HB=30.75-28.75=2.0 m在 qV=19.9 m3/h,根據管路特性曲線:L=28.75 m 5 安裝高度適宜否?為了安全起見,以最大流量考查安裝高度。qVmax=21.82 m3/hH=29.71 m查表知:當qV=20m3/h NPSHr=2.8 m qV=30m3/h NPSHr=4.3m插值得: qVmax=21.82m3/h NPSHr=3.1m當 t=20℃,Ps=2.34×103 Pa HemqVm3/hNkwΗ%NPSHr134.5101.8750.61.3230.8202.6642.8324303.0763.54.3取 S=1.0 mh200122P3P1h1h3則泵的允許安裝高度:實際安裝高度z=1mqVmax=21.82 m3/h 因此不能滿足要求(2)措施:采用并聯操作當Q并=25.87 m3/h時,He并=33.72 m全開時,管路所需揚程: L=24+0.012 × 25.87 2=32.03 m所需揚程:L<He并; 故合用He并HeABdbCQ1Q并 并聯操作的最大流量: He并=35.9- 3.25×10-3 qV2 L=24+0.012 qV2 解得:qV并max=27.93 m3/h 所需流量: qV’<qV并max; 故合用最大流量與生產流量的比值:擴產前單泵: qV max/qV=21.82/19.9=1.1擴產后并聯: qV’ max/qV’=27.93/25.87=1.08當qV’=25.87 m3/h時; He串=54.40 m所需揚程L<He串; 故合用(2)措施:采用串聯操作He串HeABdbQ串cc'VΔ(z+p/ρg)0He串聯操作的最大流量: He串=71.8- 0.026 qV串2 L=24+0.012 qV2解得:qVmax=35.47 m3/h所需流量 qV’<qV串max; 故合用He串HeQ串VHeABCDE最大流量與生產流量的比值:擴產前單泵: qV max/qV=21.82/19.9=1.1擴產后串聯: qV’ max/qV’=35.47/25.87=1.37串聯、并聯選擇(交點)H串’=71.8- 0.026 qV’2 H并’=35.9- 3.25×10-3 qV’2 Q’=35.03 m3/h; H’=39.9 m(3)閥門如何動作 當半開時,管路特性:由上式解得:qV=24.42 m3/h因此,當開度1/2時,流量達不到25.87 m3/h ,故閥門開度應大于1/2。從半開逐漸增大開度:壓力表讀數下降, H ↓ ; A→B ↓從全開逐漸減小開度:壓力表讀數增加, H ↑ ; C→B↑QDHeQ’QmaxBAC半開全開Q并聯單泵A’閥門如何動作的說明: 閥門開度的變化,只有確定某一狀態流量的情況下,與 qV比較,才可推斷閥門的動作方向。QDHeQ’QmaxBAC半開全開Q并聯單泵A’ 如果該點流量大于qV時,閥門關??;如果該點流量小于qV時, 閥門開大 當組合工作點為A時,單泵工作點為A’。qV并<2 qV單氣提塔壓力波動的影響:壓力波動必將導致流量的波動。塔壓增高,流量下降, 此時應開大閥門, 系統阻力下降?!     →B塔壓下降,流量增高, 此時應關小閥門, 系統阻力增加。 A→CHeQBAC塔壓增高塔壓降低
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習題 化工 流動 原理 輸送
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