水力输送计算

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第465页（3664字）

(一)盐浆固液比

有体积固液比和质量固液比两种，计算中通常采用体积固液比。为了提高管道系统的输盐能力，常提高固液比；但固液比如过高，会造成管路阻力过大，发生管路堵塞事故；另外管路中卤水量减少，还会影响洗盐效果。水输系统的固液比主要取决于盐浆泵特性、管路特性和洗盐效果。实际使用的体积固液比，一般在1∶5左右，有的达到1∶2．5。计算时常采用1∶5，此时体积浓度为16．6%。

(二)盐浆密度γ_m(t／m³)

γ_m=γ_w(1－C)+γ_sC (2－8－11)

式中 γ_w——卤水密度(t／m³)，当25°Bé时，γ_w=1．2t／m³

γ_s——盐密度(t／m³) γ_s=2．16t／m³

C——盐浆体积浓度，计算时一般取C=16．6%

当γ_m=1．2t／m³、γ_s=2．16t／m³、C=16．6%时：

γ_m=1．2×(1－16．6%)+2．16×16．6%=1．36t／m³

(三)每吨盐用卤水量G(m³)

(四)盐浆流速

盐浆为固液混合流体，该流体必须具有一定速度，才能推送固体盐粒，不致造成盐粒沉积。这一速度称为临界速度，用V_L表示(m／s)。

式中 D——管道内径(m)

g——重力加速度，9．81m／s²

盐场经常采用的输盐管公称直径为100mm、125mm和200mm。各种管径的盐浆流速和其临界速度(C=16．6%)如表2－8－10。

表2－8－10 不同管径盐浆实际流速和盐浆临界速度

(五)盐浆泵流量和输盐量

工业泵标定的额定流量Q(m³／h)是指输送密度为1的清水流量。折合成盐浆流量G_m(t／h)、输送卤水量G_w(t／h)和输送盐量G_s(t／h)分别为：

G_m=Qγ_m (2－8－14)

G_w=Q(1－C)γ_w (2－8－15)

G_s=QCγ_s (2－8－16)

输送的盐量包括损失的粉盐量，占输送盐量的3～7%，有时在10%以上。

(六)盐浆泵总扬程

包括吸入扬程和压出扬程，可分别用真空表和压力表测得。其值应与输送盐浆的沿程水力坡降H₁、几何压头H₂、局部阻力损失H₃(包括入口和出口压头损失)以及速度压头H₄相平衡。

1．沿程水力坡降H₁(kPa)

式中 L——管路长度(m)

λ——管子阻力系数，可取0．016～0．020(管径大，取小值)

V_m——盐浆流速(m／s)

γ_m、γ_w、γ_s、D、g同上

2．几何压头H₂(kPa)

H₂=(hγ_m－h_lγ_w)g (2－8－18)

式中 h——从射流器中心到管路出口高度差(m)(见图2－8－14)

图2－8－14 输盐管路示意图

h₁——从射流器中心到喂料槽水平面高度差(m)(见图2－8－14)

γ_m、γ_w同上

3．局部阻力损失H₃(kPa)

式中 ξ——局部阻力系数

吸口 ξ=0．5

闸阀 ξ=0．6

无圆角的直角管接头 ξ=2．3

活接头 ξ=0．4

管径突然缩小 ξ=0．23

d——管径(见图2－8－15)

图2－8－15 弯管尺寸示意图

R——管路中心线的弯曲半径(见图2－8－15)

α——直管和弯管中心线间夹角(度)(见图2－8－15)

F₁——小径截面积

F₂——大径截面积

在实际工作中，还可采用一种简便计算方法——取局部阻力损失H₃为沿程水力坡降的10～20%则：

H₃=(10～20%)H₁ (2－8－20)

4．速度压头H₄(kPa)

式中 V_m同上

5．盐浆泵所必须具有的总扬程H(kPa)

H=H₁+H₂+H₃+H₄ (2－8－21)

(七)盐浆泵电机功率

总扬程确定后，盐浆泵的电机功率N(kW)按下式确定：

式中 Q——盐浆流量(m³／h)

η——泵效率，一般取0．5～0．7

H、γ_m同上

(八)效率η

式中 N_o——盐浆泵有效功率(kW)

N_B——盐浆泵轴功率(kW)

(九)盐浆泵的转速

盐浆泵选型设计中，为了达到较好的吸入性能，盐浆泵应以较低的转速运转。但选择的转速如过低，则盐浆泵外型庞大；而且，转速低，比转数也低，盐浆泵的效率不高。转速的适当数值，按下式计算：

式中 n——盐浆泵转速(r／min)

n_s——比较数

Q、H同上

以上诸参数是相互关联的，任一参数的变化都可以引起其他参数的相应变化。根据设计计算确定的盐浆泵参数，进行选取盐浆泵或自行设计。