题目
41.用油泵从贮槽向反应器输送 44℃的异丁烷,贮槽中异丁烷液面恒定,其上方绝对压力为 652kPa。泵位于贮槽液面以下 1.5m 处,吸入管路全部压头损失为 1.6m。44℃时异丁烷的密度为 530kg/m3,饱和蒸汽压为 638 kPa。所选用泵的允许汽蚀余量为 3.5m,问此泵能否正常操作?
41.用油泵从贮槽向反应器输送 44℃的异丁烷,贮槽中异丁烷液面恒定,其上方绝对压力为 652kPa。泵位于贮槽液面以下 1.5m 处,吸入管路全部压头损失为 1.6m。44℃时异丁烷的密度为 530kg/m3,饱和蒸汽压为 638 kPa。所选用泵的允许汽蚀余量为 3.5m,问此泵能否正常操作?
题目解答
答案
解:泵允许的安装高度:Hg允P0gPv(NPSH)允hf吸入(652638)1035.36.1530.9814.2mHg定Hgy允此泵安装不当,会发生气蚀现象。
解析
步骤 1:计算泵允许的安装高度
泵允许的安装高度 \(H_g\) 可以通过以下公式计算:
\[ H_g = \frac{P_0 - P_v}{\rho g} - (NPSH)_{允} - h_f \]
其中,\(P_0\) 是贮槽中异丁烷液面上方的绝对压力,\(P_v\) 是异丁烷的饱和蒸汽压,\(\rho\) 是异丁烷的密度,\(g\) 是重力加速度,\((NPSH)_{允}\) 是泵的允许汽蚀余量,\(h_f\) 是吸入管路的全部压头损失。
步骤 2:代入已知数值
代入已知数值,计算泵允许的安装高度:
\[ H_g = \frac{(652 - 638) \times 10^3}{530 \times 9.81} - 3.5 - 1.6 \]
\[ H_g = \frac{14 \times 10^3}{530 \times 9.81} - 3.5 - 1.6 \]
\[ H_g = \frac{14000}{5199.3} - 3.5 - 1.6 \]
\[ H_g = 2.69 - 3.5 - 1.6 \]
\[ H_g = -2.41 \]
步骤 3:比较泵允许的安装高度与实际安装高度
泵允许的安装高度为 -2.41m,而泵实际位于贮槽液面以下 1.5m 处,即实际安装高度为 -1.5m。由于泵允许的安装高度小于实际安装高度,因此泵不能正常操作。
泵允许的安装高度 \(H_g\) 可以通过以下公式计算:
\[ H_g = \frac{P_0 - P_v}{\rho g} - (NPSH)_{允} - h_f \]
其中,\(P_0\) 是贮槽中异丁烷液面上方的绝对压力,\(P_v\) 是异丁烷的饱和蒸汽压,\(\rho\) 是异丁烷的密度,\(g\) 是重力加速度,\((NPSH)_{允}\) 是泵的允许汽蚀余量,\(h_f\) 是吸入管路的全部压头损失。
步骤 2:代入已知数值
代入已知数值,计算泵允许的安装高度:
\[ H_g = \frac{(652 - 638) \times 10^3}{530 \times 9.81} - 3.5 - 1.6 \]
\[ H_g = \frac{14 \times 10^3}{530 \times 9.81} - 3.5 - 1.6 \]
\[ H_g = \frac{14000}{5199.3} - 3.5 - 1.6 \]
\[ H_g = 2.69 - 3.5 - 1.6 \]
\[ H_g = -2.41 \]
步骤 3:比较泵允许的安装高度与实际安装高度
泵允许的安装高度为 -2.41m,而泵实际位于贮槽液面以下 1.5m 处,即实际安装高度为 -1.5m。由于泵允许的安装高度小于实际安装高度,因此泵不能正常操作。