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P=nPe=0.86Xpqv/1000=0.86X2630X12800/3600/1000=8.04(kw)
4-4离心泵转速为480r/min,扬程为136m,流量qv=5.7m/s,轴功率P=9860kW。
设容积效率、机械效率均为92%,p=1000kg/m3,求流动效率。
4-4解:
口Fe^qvH1000^9.81汉5.7汉136/1000077
0.77PP9860
4-5若水泵流量qv=25L/s,泵出口出压力表读数为320kPa,入口处真空表读数为40kPa,吸入管路直径d=100cm,出水管直径为75cm,电动机功率表读数为12.6kW,电动机效率为0.90,传动效率为0.97。
试求泵的轴功率、有效功率及泵的总效率。
4-5,解:
有效功率
•Pe=pgqvH
22
■/P2一'
P1.v2一v1
H二2T2-乙hw
二Pe=p•vH/1000=9810X0.025X36.69/1000=9.0(kw)
轴功率:
一
P=电机输入功率Pg'
・ngnd=12.6X0.90X0.97=11.0(kw)
泵的总效率:
Fe9.0
-100%100%=81.82%p11.0
33
4-6离心风机转速n=1450r/min,流量qv=1.5m/min,风机的全压p=1.2kPa,p=1.2kg/m。
今用它输送密度P=0.9kg/m3的烟气,风压不变,则它的转速应为多少?
实际流量为若干?
4-6,解:
|1.转速n:
(1)求出转速不变,仅密度变化后,风压的变化值。
根据相似定律,在转速不变时(同为1450r/min时),p1/p2=p1/p2
因此,假定转速不变,只是气体密度发生变化(变为P2=0.9kg/m3),则风压为:
P2=P1Xp2/P1=1.2X103X0.9/1.2=900(Pa)
(2)同一台风机,其它条件不变,仅仅转速变化,符合相似定律:
p1/p2=(m/n2)2
n2=m.p1/p2=14501.2/0.9=1674(r/min)
2.流量
根据相似定律:
q〃q2=m/n2
•q2=q1Xn2/n1=1.5X1674/1450=17.32(m/min)
4-7有一只可把15C冷空气加热到170C热空气的空气预热器,当它的流量qm=2.957
X103kg/h时,预热器及管道系统的全部阻力损失为150Pa,如果在该系统中装一只离心风
机,问从节能的角度考虑,是把它装在预热器前,还是预热器后(设风机效率n=70%)
4-7解:
计算:
装在预热器前消耗的功率P-1
Pe1=pqv/1000
装在预热器前时(t=15C),输送同样质量流量(qm=2.957X10‘kg/h)的气体,体积流量为:
(查的t=15C时的气体密度为p1=1.226kg/m3)
qv1=qm/p1=2.957X103/1.226=2.412X103(m3/h)=0.67m3/s
•Pe1=pqv=150X0.67=100.5(W)
消耗轴功率P=Pb1/n=100.5/0.7=143.6(W)
装在预热器后消耗的功率Pe2
(查的t=170C时的气体密度为P1=0.797kg/m3)
3333
qvi=qm/p1=2.957X10/0.797=3.710X10(m/h)=1.03m/s
=Pei=pqv=150X1.03=154.6(W)
消耗轴功率P2=Pe2/n=154.6/0.7=220.9(W)
对比得出装在预热器前面消耗功率小,节能。
4-8某系统中离心风机可在以下两种工况下工作:
一种qv=20km/h,p=1700Pa,P=60kW;
另一种qv=100km3/h,p=980Pa,P=65kW。
问在那种工况下工作经济?
4-8解:
=14.7
「2900[
1420
=61.31
(m)
H2
同一种风机,在不同工况下工作时,比较那种经济,既是比较拿个工况效率高。
4-9单级离心泵,性能参数n=1420r/min,qv=73.5L/s,H=14.7m,P=15.3kW。
现若改用转速为2900r/min的电动机驱动,工况仍保持相似,则其各参数值将为多少?
4-9解:
因为各工况保持相似,所以满足相似定律:
即:
流量:
q2n2
扬程:
功率:
4-10有台离心风机在转速为n=1000r/min时,能输送0.3m/min空气(p=1.2kg/m)全压p=600Pa。
今用它来输送燃气(p=1.0kg/m3),在相同转速时,产生的流量不变,但全压却降为500Pa。
试证之。
4-10,解:
证明一:
流体流量不变
根据相似定律,在转速不变时,风机输出流量与所输送的流体密度无关,所以流量不变;
证明二:
风压变化
根据相似定律,在转速不变时Pl/p2=p1/p2
P2=piXp2/p1=6OOX1.0/1.2=500(Pa)
证毕。
4-114—13.2(4—73)型离心通风机转速n=1450r/min,叶轮外径D2=1200mm时,全压
p=4609Pa,流量qv=71100m3/h,轴功率P=99.8kW,空气密度p=1.2kg/m3。
若风机的转速和直径都不变,但改为输送200C的锅炉烟气,大气压力Pamb=1.013x105Pa,试计算密度变化
后的风机全压,流量和轴功率。
4-11,解:
因为转速和直径都不变,只是密度发生变化,
在一个大气压条件下,200C烟气密度为:
0.6162kg/m3
二q1/q2=1;
p1/p2=p1/p2;
P〃P2=p1/p2
二q2=q1=71100m/h;
P2=p1Xp2/p1=4609x0.6181.2=2367(Ps)P2=RXp2/p1=99.8x0.616/1.2=51.23(kW)
4-12叶轮外径D2=600mm的通风机,当叶轮出口处的圆周速度60m/s,流量为
300m/min。
有一与它相似的风机D2=1200mm,以相同圆周速度运转,求其风量为多少?
4-12,解:
叶轮外径D2=600mm,当叶轮出口处的圆周速度60m/s,其转速
根据相似定律:
备阳=30"
號1譽卜1200(m3/min)
4-13水泵转速n=2950r/min,H=128m,流量qv=1.23m3/min。
为满足该流量拟采用ns=85
当ns=85时,
=128
85
jQ.5
<
3.6^295^(1.23/60)
=2.69,取整i=3
—133的多级泵,试计算要用几级叶轮。
4-13解:
根据比转速定义:
•••根据计算得:
要用3〜5级离心泵。
4-14在泵吸水的情况下,当泵的安装几何高度Hg与吸入管路的阻力损失之和大于60kPa
时,发现泵刚开始汽蚀。
吸入液面压力为101.3kPa,水温为20C,试求水泵装置的有效汽
蚀余量为多少?
4-14,解:
根据有效汽蚀余量定义:
△ha=p0/pg-p”/pg-Hg-hw
根据题意:
Hg+hw=60x10Pa
20C时水的pu=2334Pa
•△ha=p0/pg-pu/pg-Hg-hw=101.3x10/9810-2334/9810-60x10/9810
=3.97(m)
4-15离心水泵在n=1450r/min下,扬程H=19.5m,流量qv=2.6m3/min。
将该水泵装在地面抽水,问水面距泵中心线几米时泵发生汽蚀。
设吸入液面压力为101.3kPa,水温为80C,
吸入管路阻力损失为10Pa。
汽蚀比转速C=850。
4-15,解:
根据汽蚀比转速定义:
C=5.62Itt,可计算出:
Z.62乂1450乂J2.6/60
850
=2.51
也h;
当Aha=讯时发生汽蚀,所以:
:
ha=2.51(m)(80C时水的pu=47.363x10Pa,p=971.8kg/m)
t△ha=p0/pg-pu/pg-Hg-hw
二Hg=p0/pg-pu/pg-hw-△ha
334
=101.3x10/(971.8x9.81)-47.363x10/(971.8x9.81)-10/(971.8x9.81)-2.51=4.61-2.51
=2.10(m)
4-16设除氧气内压力为11.76x104Pa,饱和水温为104C,吸入管路阻力损失为15kPa,给水泵必需汽蚀余量NPSH为5m,试求给水泵的倒灌高度。
此时刚好发生汽蚀,为了使给水泵不发生汽蚀,应提供一定的富余量,0.5m
二Hg=-3.7-0.5=4.1m
4-17单级双吸式泵的吸入口径d=600m,输送20C的清水,在n=970r/min,qv=0.3m/s,
H=47m,C=900,吸入管路阻力损失pghw=8000Pa,试求:
1吸入液面压力为101.3kPa时,泵的安装几何高度%;
2在吸入液面压力为86kPa,水温为40C时,泵的安装几何高度Hg。
4-17因为是双吸式泵,两个吸入口,所以:
①20C时水的pu=2334Pa,p=1000kg/m3
T△ha=p0/pg-pu/pg-Hg-hw
333
=101.3X10/(1000X9.81)-2.334X10/(1000X9.81)-8X10/(1000X9.81)-3.12
=9.27-3.12
=6.15(m)
二Hg=6.15-0.5=5.65m
②40C时水的pu=7375Pa,p=992.2kg/m3
△ha=pc/pg-pu/pg-Hg-hw
=86X10/(992.2X9.81)-7.375X10/(992.2X9.81)-8X10/(992.2X9.81)-3.12
=7.26-3.12
=4.14(m)
二Hg=4.14-0.5=3.64m
4-18一单级离心泵,转速n=1450r/min时,流量qv=2.6m/min,该泵的汽蚀比转速
C=700,。
现将这台泵安装在地面上抽水,求吸水距地面多少距离时发生汽蚀。
设吸水面压力
为98kPa,水温t=80C,吸入管路阻力损失为104p&
?
.620450汉<
2.6/60
700
=3.25
4-18,解:
C=5.62鑒,可计算出
Zhr
又已知:
(80C时水的pu=47.363X103Pa,p=971.8kg/m3)
Hg=p。
/pg-pu/pg-hw-△ha
=98X10/(971.8X9.81)-47.363X10/(971.8X9.81)-10X10/(971.8X9.81)-3.25
=4.26-3.25
=1.01(m)
此时刚好发生汽蚀
4-19单级双吸泵吸入口径d=600mm,输送20C清水时,qv=0.5m/s,n=970r/min,H=45m,汽蚀比转速C=950。
试求:
1在吸入液面压力为大气压力时,泵的允许吸上真空高度[Hs]为多少?
2吸入液面压力为90kPa输送45C清水时,泵的允许吸上真空高度[H]为多少?
4-19,解:
因为是双吸式泵,两个吸入口,所以:
ihr=
「1—3
5.62汇n汉J虫
\2
C
1)
4/3
'
£
.62x970Hj0.5/2
950
=4.08
C=5.62】:
,可计算出:
由厶ha=(ps/pg+us/2g)-pu/pg及Hs=(pamb-ps)/pg
可得出:
Hs=(p0-pj/pg+U/2g-Aha
US:
根据已知:
单级双吸泵吸入口径d=600mm,qv=0.5m3/s,可计算出泵入口水流速度
=1.77(m/s)
=qv0.5x4
〔兀d2]XX0.62
2
•••刚好发生汽蚀时的吸上真空高度为:
Hs=(P0-Pu)/pg+s2/2g-Ahr
332
=(101.3X10-2.334X10)/(1000X9.81)+1.77/(2X9.81)-4.08=10.09-0.16-4.08
=5.85(m)
[Hs|=Hs-0.3
=5.85-0.3
=5.55(m)
①45C时水的pu=9.5811X103Pa,p=990.2kg/m3
刚好发生汽蚀时的吸上真空高度为:
Hs=(p0-pu)/pg+s2/2g-Ahr
=(90X103-9.5811X103)/(990.2X9.81)+1.772/(2X9.81)-4.08
=8.28-0.16-4.08
=4.04(m)
[Hs|=H&
0.3
=4.04-0.3
=3.74(m)
2m,吸入管路阻力损失6kPa吸入液面压
C为多少?
4-20离心泵qv=4000L/s,n=495r/min,倒灌高度
力为101.3kPa,水温35C。
试求水泵的汽蚀比转速
4-20,解:
根据定义:
C5n;
qvC=5.62^374曲r
当刚好发生汽蚀时,.沆之也,因此需要求出
T△ha=p0/pg-pu/pg-Hg-hw
35C时水的pu=5.619X10Pa,p=994.0kg/m
•••△ha=(101.3X10-5.619X10)/(994.0X9.81)-(-2)-6X10/(994.0X9.81)
=9.81+2-0.62
=11.19(m)
为了保证不发生汽蚀,应该保证.浙a-/:
hr0.5,取0.5
则:
n=11.19-0.5=10.69m
…C=5.62=5.62495:
4=941
ih;
10.693/4
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