4 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)。
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
表 5-6:某些工业管材的ε约值见表 1
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。
符号 意义 单位
d 管内径 m
l
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 -
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
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
4
d2
(3) 确定管子规格
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
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。
管
道
阻
力
(1) 计算 Re准数
Re=
dv
(2) 计算直管阻力
hf1=λ
d
l
g
v
2
2
① 当 Re≤2000 时为滞流(层流)
λ=
Re
64
② 当 Re≥2000 时为湍流1
=1.14-2lg
1
Re
35.9
d
(3) 管件阻力:(管件、阀门等)
hf2=ζ
g
v
2
2
(4) 进出口局部阻力
h f3=ζ = 1.5
g
v
2
2
g
v
2
2
突然扩大:ζ=
2
2
2
2
11
d
d
突然缩小:ζ= 0.5
2
2
2
11
d
d
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 l
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、1d 2d
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
Re
35.9
以忽略,即
=1.14-2lg
1
d
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。
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。
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
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