题目
如附图所示,用离心泵将某减压精馏塔塔底的釜液送至贮槽,泵位于贮槽液面以下2m处。已知塔内液面上方的真空度为500mmHg,且液体处于沸腾状态。吸入管路全部压头损失为0.8m,釜液的密度为890kg/m3,所用泵的必需汽蚀余量为2.0m,问此泵能否正常操作? 2.0m-|||-1
如附图所示,用离心泵将某减压精馏塔塔底的釜液送至贮槽,泵位于贮槽液面以下2m处。已知塔内液面上方的真空度为500mmHg,且液体处于沸腾状态。吸入管路全部压头损失为0.8m,釜液的密度为890kg/m3,所用泵的必需汽蚀余量为2.0m,问此泵能否正常操作?
题目解答
答案
因塔内液体处于沸腾状态,则液面上方的压力即为溶液的饱和蒸汽压,即p0=pV
该泵的允许安装高度:
而实际安装高度Hg实=-2.0m>Hg允,说明此泵安装不当,泵不能正常操作,会发生气蚀现象。
解析
步骤 1:确定塔内液面上方的压力
塔内液面上方的真空度为500mmHg,即液面上方的压力为大气压减去500mmHg。已知大气压为760mmHg,因此液面上方的压力为:
\[ p_0 = 760 - 500 = 260 \text{ mmHg} \]
步骤 2:计算允许的安装高度
允许的安装高度由以下公式计算:
\[ H_g = \frac{p_0 - p_v}{\rho g} - NPSH - \sum h_{吸入} \]
其中,\( p_0 \) 是塔内液面上方的压力,\( p_v \) 是液体的饱和蒸汽压,\( \rho \) 是液体的密度,\( g \) 是重力加速度,\( NPSH \) 是必需汽蚀余量,\( \sum h_{吸入} \) 是吸入管路的全部压头损失。
由于液体处于沸腾状态,\( p_v = p_0 \),因此:
\[ H_g = \frac{260 - 260}{890 \times 9.81} - 2.0 - 0.8 = -2.8 \text{ m} \]
步骤 3:比较实际安装高度与允许的安装高度
实际安装高度为-2.0m,允许的安装高度为-2.8m。由于实际安装高度大于允许的安装高度,泵不能正常操作,会发生气蚀现象。
塔内液面上方的真空度为500mmHg,即液面上方的压力为大气压减去500mmHg。已知大气压为760mmHg,因此液面上方的压力为:
\[ p_0 = 760 - 500 = 260 \text{ mmHg} \]
步骤 2:计算允许的安装高度
允许的安装高度由以下公式计算:
\[ H_g = \frac{p_0 - p_v}{\rho g} - NPSH - \sum h_{吸入} \]
其中,\( p_0 \) 是塔内液面上方的压力,\( p_v \) 是液体的饱和蒸汽压,\( \rho \) 是液体的密度,\( g \) 是重力加速度,\( NPSH \) 是必需汽蚀余量,\( \sum h_{吸入} \) 是吸入管路的全部压头损失。
由于液体处于沸腾状态,\( p_v = p_0 \),因此:
\[ H_g = \frac{260 - 260}{890 \times 9.81} - 2.0 - 0.8 = -2.8 \text{ m} \]
步骤 3:比较实际安装高度与允许的安装高度
实际安装高度为-2.0m,允许的安装高度为-2.8m。由于实际安装高度大于允许的安装高度,泵不能正常操作,会发生气蚀现象。