泵的扬程如何计算
· 扬程计算 (5 - 9)
泵的扬程计算是选择泵的重要依据,这是由管网系统的安装和操作条件决定的。计算前应首先绘制流程草图,平、立面布置图,计算出管线的长度、管径及管件型式和数量。
一般管网如下图所示,(更多图例可参考化工工艺设计
手册
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)。
D——排出几何高度,m;
取值:高于泵入口中心线:为正;低于泵入口中心线:为负;
S——吸入几何高度,m;
取值:高于泵入口中心线:为负;低于泵入口中心线:为正;
Pd、Ps——容器内操作压力,m液柱(表压);
取值:以表压正负为准
Hf1——直管阻力损失,m液柱;
Hf2——管件阻力损失,m液柱;
Hf3——进出口局部阻力损失,m液柱;
h ——泵的扬程,m液柱。
h=D+S+hf1+hf2+h3+ Pd-Ps
h= D-S+hf1+hf2+hf3+ Pd-Ps
h= D+S+hf1+hf2+hf3+ Pd-Ps
表5-5:计算式中各参数符号的意义
符号
意义
单位
d
管内径
m
长度
m
Q
液体的体积流量
m3/s
Re
雷诺准数
-
T
时间
s
v
液体的流速
m/s
密度
Kg/m3
粘度
Pa.s
ζ
局部阻力系数
-
ε
绝对粗糙度
m
λ
摩擦因数
-
表5-6:某些工业管材的ε约值见表1
管道类别
绝对粗糙度ε/mm
管道类别
绝对粗糙度ε/mm
金
属
管
无缝黄铜管、钢管、铅管
0.01~0.05
非
金
属
管
干净玻璃管
0.0015~0.01
新的无缝钢管、镀锌铁管
0.1~0.2
橡皮软管
0.01~0.03
新的铸铁管
0.3
木管道
0.25~1.25
具有轻度腐蚀的无缝钢管
0.2~0.3
陶土排水管
0.45~6.0
具有显著腐蚀的无缝钢管
0.5以上
很好整平的水泥管
0.33
旧的铸铁管
0.85以上
石棉水泥管
0.03~0.8
注:摘至《化工原理》科学出版社2001年9月第一版,何潮洪、冯霄主编。第48页。
管网局部阻力计算
项目
计算方法
依据条件
备注
管径
(1) 确定流量、流速
(2) 计算管径:Q=v
(3) 确定管子规格
管道阻力
(1) 计算Re准数
Re=
(2) 计算直管阻力
hf1=λ
① 当Re≤2000时为滞流(层流)
λ=
② 当Re≥2000时为湍流[1]
=1.14-2lg
(3) 管件阻力:(管件、阀门等)
hf2=ζ
(4) 进出口局部阻力
h f3=ζ = 1.5
突然扩大:ζ=
突然缩小:ζ= 0.5
由于d1/d2≈0,所以ζ=1+0.5=1.5
⑸ 管网总阻力
hf= hf1+hf2+hf3
液体的密度和粘度
直管长度
液体流量Q,管内径,管件,阀门型式
扩大或收缩前后管的的尺寸
、 :小管、大管管径
科尔布鲁克(Colebrook)公式试用范围
Re=4×103~108,
ε/d=5×10-2~10-6从水力光滑管到完全粗糙管。
公式中 很小,可以忽略,即
=1.14-2lg
某些工业管材的ε约值见表5-6
常常用管件局部阻力系数ζ见表5-7。
表5-7:常用管件和阀件底局部阻力系数ζ值
管件和阀件名称
ζ值
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
弯头
45°,ζ=0.35
90°,ζ=0.75
90°方形弯头
1.3
180°回转头
1.5
活接管
0.4
弯管
φ
R/d
30°
45°
60°
75°
90°
105°
120°
1.5
0.08
0.11
0.14
0.16
0.175
0.19
0.20
2.0
0.07
0.10
0.12
0.14
0.15
0.16
0.17
突然扩大
A1/A2
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
ζ
1
0.81
0.64
0.49
0.36
0.25
0.16
0.09
0.04
0.01
1
突然缩小
A1/A2
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
ζ
0.5
0.47
0.45
0.38
0.34
0.3
0.25
0.20
0.15
0.09
0
标准三通管
ζ=0.4 ζ=1.5 ζ=1.3 ζ=1
闸阀
全开
3/4开
1/2开
1/4开
0.17
0.9
4.5
24
截止阀
(球心阀)
全开ζ=6.4
1/2开ζ=9.5
碟阀
a
5°
10°
20°
30°
40°
45°
50°
60°
70°
ζ
0.24
0.52
1.54
3.91
10.8
18.7
30.6
118
751
旋塞
θ
5°
10°
20°
40°
60°
ζ
0.24
0.52
1.56
17.3
206
单向阀
摇板式ζ=2
球形式ζ=70
角阀(90°)
5
底阀
1.5
滤水器
(或滤水网)
2
水表(盘形)
7
注:管件、阀件底规格形式很多,制造水平,加工精度往往差别很大,所以局部系数ζ的变动范围也是很大。表中数值只是约略值。至于其他管件、阀件等ζ值,可参考相关文献。
注:摘至《化工原理》科学出版社2001年9月第一版,何潮洪、冯霄主编。第50页。
[1] 工程一般认为,流体在直圆管内流动时,当Re≤2000时为层流;当Re≥4000时为湍流;当Re在2000~4000范围内,为过渡状态。过渡状态计算λ时,工程上按湍流公式计算。