(1.2)--习题课2化工原理化工原理.ppt

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1、同学们，大家好！今天我们上流体机械输送的习题课。前面的课程我们已经学习了流体流动和流体机械输送的内容。今天我们通过习题课进一步理解和复习前面所学的知识点。本次习题课内容分定性分析和定量计算。PPT1我们先讲解带泵管路的定性分析，作为流体机械输送的第一个应用。（读题目到方程出现）如图，根据题目可知：离心泵输送液体从液面1到高位槽液面2，由于P1是常压，P2的表压为50KPa，因此P为50KPa。现在分别改变条件，（读题目）PPT2在具体解题前，我们先复习一下知识点,用伯努利方程来列出管路的特性方程，具体如下PPT3PPT3管路特性曲线方程如图是一条抛物线。He表示为达到管路要求，所需提供的外加能

2、量。影响He的因素有势能变化比如z或者P的变化，阻力Hf的变化也会影响He，比如阀门关小，阻力增大，所需的He也相应增大。离心泵接入管路后，工作点是由管路特性曲线和泵特性曲线共同决定的。管路方程PPT4管路特性曲线如图，离心泵方程，我们用表示，泵的特性曲线如图。它们的交点即为工作点，对应的流量qv和扬程H H即为管路中实际的流量和扬程。原工作点M1。关小出口阀，泵的特性曲线不变，管路方程阻力变大，曲线A变为曲线B，工作点上移，M1M2，流量qv，HAHqV泵特性曲线BM1M2管路特性曲线本题已知密闭高位槽，输送密度为1200kg/m3的溶液。考察条件变化，对流量的影响。由1200kg/m3的溶

3、液改为20C清水，变化对泵特性曲线没有影响影响管路特性曲线已知P=50kPa曲线A变为曲线B，工作点上移，M1M2，qv，HHqV泵特性泵特性曲线曲线BA管路特管路特性曲线性曲线M1M2总势能增大密闭高位槽改为常压，p从50kPa0，p泵特性曲线没有变化管路特性曲线有影响曲线A变为曲线B，工作点下移M1M2，qv，HHqV泵特性曲线泵特性曲线BA管路特性曲线管路特性曲线M2M1P概念题第概念题第1题结束题结束2、用离心泵将20C清水从水池送到敞口高位槽。在一定出口阀开度下，读得流量qv,压头H，轴功率Pa，泵入口真空表读数pB，出口压力表读数pC。现将阀门开大，下列参数如何变化？(1)流量qv

4、(2)压头H(3)轴功率Pa(4)真空表读数pB(5)压力表读数pC分析 水池到敞口高位槽,原工作点M1阀门开大，不影响泵的特性曲线，阻力变小，影响管路方程，曲线A变为曲线B，工作点由M1M2。图示：(1)流量qv增大(2)压头H减小BHqV泵特性曲线泵特性曲线AM2M1管路特性曲线管路特性曲线0p=0离心泵特性曲线n n一定一定一定一定(3)轴功率Pa与流量qv单调上升关系，流量qv轴功率Pa。（4）真空表读数pB0液面0-入口真空表B列伯努利方程真空表读数pB0（5）压力表读数pC压力表C处与高位槽液面E列伯努利方程压力表读数pC0EE0阀门开大，阻力概念题第概念题第2题结束题结束3、用离

5、心泵将江水送至敞口高位槽。若管路条件不变，江面的下降,（设泵仍能正常工作，真空表和压力表的距离可忽略）下列参数有何变化？泵的压头H，管路总阻力损失hf0EE0管路方程PPT14 若是带泵的循环回路，液面下降，流量、压头和阻力发生什么变化呢？（读题）。管路方程PPT15PPT164、离心泵将清水送向某车间，流动在阻力平方区。管路特性方程H=14+1.5105q2（q的单位：m3/s)，单泵特性方程为H=29-3105q2（q的单位：m3/s)。有两台相同的离心泵，两台并联时送水量为：（A）29.4m3/h（B）27.6m3/h（C）20.8m3/h（D）41.6m3/hPPT18在解题前，我们先

6、复习离心泵组合操作的知识点。两台相同的离心泵串联操作，同样流量下，泵的压头相加，即单泵的离心泵方程为H单=(qV)，两台串联泵的方程为H串=2(qV)。同理，两台相同的离心泵并联操作，同样压头下，泵的流量相加，即单泵的离心泵方程为H单=(qV)，两台并联泵的方程为单泵方程两台泵并联方程管路方程H=14+1.5105q2联立求解 选 A两台泵串联方程概念题第概念题第4题结束题结束 应用前面我们对管路和离心泵特性曲线进行了定性分析。下面我们通过定量计算的应用来进一步巩固相关知识。读题 用用20C清水进行离心泵性能测试，泵的转速清水进行离心泵性能测试，泵的转速2900rpm，在流量，在流量18.84

7、m3/h下测量得到：真下测量得到：真空表读数空表读数70kPa，压力表读数，压力表读数226kPa，两测，两测压点间垂直距离压点间垂直距离0.4m，电动机功率，电动机功率2.4kW,电电动机效率动机效率94%。计算泵的压头和效率。计算泵的压头和效率。应用2-泵的压头和效率的计算考察知识点压力表、真空表的读数带泵的管路方程泵的轴功率和效率解：如图在泵的进出口取截面1-1和2-2管路方程h0为两截面间垂直距离0.4m压力表读数真空表读数计算题第计算题第1题结束题结束有效功率轴功率效率应用3带泵管路的计算考察知识点管路特性方程离心泵特性方程带泵管路的工作点阀门调节的节流损失转速变化后的离心泵方程（1

8、）求解管路方程qv单位单位 m3/s分析：当离心泵提供的压头大于管路所需的压头，离心泵适用离心泵提供的扬程：管路需要压头 H=19.88m(2)工作点 工作点=管路曲线和泵曲线的交点泵特性方程：泵接入管路，H=He，即:管路特性方程HqVH=25.10m（0.259，25.10）（3）节流损失为单位重量流体qvqv He H节流损失（0.259，25.10）（0.21，19.88）（0.21，30.21）所需所需qv下，下，阀门调节 流量的调节，可以通过阀门调节，即改变管路特性方程，也可以通过离心泵的转速调节，即改变泵的特性方程来达到改变流量的目的。下面我们讨论流量从0.259m3/min减小

9、为0.21m3/min，离心泵转速如何变化？在n转速下，泵的特性方程为当转速改变为n时，离心泵的方程如何求解？我们利用比例定律，流量和转速成正比，压头和转速的平方成正比。将比例定律代入原泵的方程，得到方程（读方程），公式变形后得到方程（读方程），这便是转速为n时的新的离心泵方程。qVqV He He（0.259，25.10）（0.21，19.88）n=2498 rpm如图，新转速下，泵的曲线下移，工作点下移总结2、带泵管路的工作点1、若离心泵提供的扬程大于管路所需要的 压头，则可以选用。通过阀门调节，改变管路特性曲线。3、离心泵的调节 特点：方便、快捷，流量连续变化；阀门消耗阻力，不经济。通过

10、泵的转速调节，改变泵特性曲线。适用：调节幅度不大，而经常需要改变的场合。特点：泵在高效率下工作，能量利用经济;调节困难，需变速装置。适用：调节幅度大，时间又长的季节性调节。注意：阀门的节流损失在同一流量下考察得到4、转速变化后泵的特性方程比例定律原泵特性方程 新的泵的方程 比例定律适用范围：n变化20%H=A-BqV2计算题第计算题第2题结束题结束离心泵输水管路的流程如图示。容器上方压力表读数为零。管内流量为54m3/h。泵的特性方程：式中(qvm3/s），此时泵的转速为1480r/min。应用4带泵管路计算（综合型）试求：（1）若泵的转速提高为1700r/min，其他条件不变，则输水量为多少

11、m3/h？（2）若容器上方压力表读数为1atm，其他条件不变，则输水量为多少m3/h？（3）若容器上方敞口，流体密度为800m3/kg，其他条件不变，求泵的有效功率。（4）若容器上方压力表读数为1atm，流体密度为800m3/kg，其他条件不变，求管路的流量。（5）若河水上升2m，其他条件不变，则输水量为多少m3/h？考察知识点管路特性方程密度变化对管路方程的影响转速变化后的离心泵方程高度变化对管路方程的影响解(1)泵的转速改变。先求管路特性方程 容器上方压力表读数为零则：p=pa泵方程管路方程（2）容器上方压力改变。管路特性方程改变容器上方压力表读数为p=1atm（表）泵方程不变新的管路方程

12、（3）p=0，流体密度的影响密度由1000m3/kg800m3/kg，泵的方程不变管路方程已知：容器上方敞口p=0，的变化无影响方程联立求解(4)、p0，流体密度的影响流体密度由1000m3/kg800m3/kg 泵方程不变容器上方压力表读数为p=1atm（表）管路方程新管路方程新管路方程泵方程不变泵方程不变(5)液位高度的影响。求管路特性方程 如图液面上升2m，Z减小2m泵方程不变Z=6m新管路方程总结1、泵的转速变化，改变泵特性方程比例定律适用范围：n变化20%转速n下，泵特性方程 H=A-BqV2转速n 新泵特性方程 2、势能变化对管路特性曲线影响 p 变化HqV泵特性曲线泵特性曲线势能变化 Z，液位差或水位变化 密度的变化p=0，没有影响p0，有影响计算题第计算题第3题结束题结束