泵的扬程计算

泵的扬程即单位重量流体从泵入口到出口的能量增量,它与泵的出口水头是两个不同的概念,亦不能理解为泵能将水提升的高度。通常可根据泵上压力表和真空计读数确定扬程或者根据泵所在管路的能量平衡关系来求出扬程。

(1)根据泵上压力表和真空计读数确定扬程。

根据泵出口与入口处所装的压力表和真空计所指示的读数可以近似地表明泵在工作时所具有的实际扬程。如图7 -10所示,若真空表和压力表的安装位置比较靠近的时候,可以不考虑两者的高度差和阻力损失。此时,以下水池液面为基准,列出断面1-1与2-2的能量方程后可得出泵的扬程为

当作用在上水池和下水池液面的压强均为大气压p a时,则有如下的关系

图7-10　计算泵的扬程的示意图

式中,p M为泵出口处压力表的读数,单位为Pa;H B为泵吸入口处真空计所示的真空度,单位为m,代入用能量方程式表示的扬程计算式,可得

通常泵吸入口与出口的流速相差不大,以计的速度头可以忽略不计。于是可得

由此可见在泵装置中,一般可以用压力表与真空计的读数近似地表明泵的扬程。

应用式(7-13)及式(7-14)时,应注意压力表与真空计的安装位置是否存在高差,当两者具有高差Z′[图710(b)]时,则应按下式计算泵的扬程

(2)泵在管路中工作时所需扬程的计算

如果希望得到泵的扬程与整个泵与管路系统装置之间的关系,可以列出图7-10(a)中断面0-0与断面3-3间的能量方程式来求出

式中　H Z——上下两水池液面的高差,也称几何扬水高度,m;

h t——整个泵装置管路系统的阻力损失,m,h t=h 1+h 2;

h 1——吸入管段的阻力损失,m;

h 2——压出管段的阻力损失,m。

如果两水池水面够大时,则可以认为上下水池流速u 3=u 0=0,上式就简化为

H=HZ+ht　　　　(7-17)

此式说明泵的扬程为几何水高度和管路系统流动阻力之和,此时泵所提供的能量全部用于能量损失了。通常就是根据式(7-16)和式(7-17)得出的扬程,作为分析工况和选择泵型的依据。

当上部水池不是开式,而是将液体压入压力容器时,例如,锅炉补给水泵需将水由开式补水池(液面压强为大气压p a)压入压强为p的锅炉内,则在计算时应考虑的附加扬程。如从低压容器(压强为p 0)向高压容器(压强p)供水时所需扬程应附加

例7-1　今有一台IS100—80—125型离心泵,测定其性能曲线时的某一点数据如下: Q=60 m3·h-1;真空计读数p v=-0.02 MPa,压力表读数为0.21 MPa,功率表读数为5 550 W。已知液体密度ρ=1 000 kg·m-3,真空计与压力计的垂直距离为0.4 m,吸入管直径为100 mm,排出管直径为80 mm,试求此时泵的扬程H,功率N e和效率η。

解:则由式(7-15)可得