泵的理论功率计算

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册下册》第187页（2088字）

［说明］泵的有效功率的确定主要根据泵所输送流体的液位高度及管道、管件和阀门等对输送所造成的阻力进行计算。泵的理论功率的计算可分为五步：①确定流体输送能量方程式——柏努利方程式(式2－5－76)；②计算管路及管件的压损(见式2－5－44)；③计算流体的质量流率(见式2－5－45)；④计算泵的有效功率(见式2－5－46)；计算泵的轴功率(见式2－5－48)。

［例］用泵将20℃的稀纸料从地面以下的浆池送到高位槽，流量为300L／min。高位槽的液面比浆池液面高10m，泵吸入管用Φ89×4mm无缝钢管，直管长度15m，并有一底阀(摇板式止逆阀)，一个90°弯头；泵的排出管用Φ57×3．5mm无缝钢管，直管长度为50m，并有一闸阀，一个标准阀和3个90°弯头，两个三通。阀门都按全开考虑。试求泵的轴功率。(设泵的效率为70%，参考图2－5－39)。

图2－5－39 泵的工作示例图

解：浆池液面定为截面1－1，也作水平基准面，高位槽液面为截面2－2，在1－1和2－2间能量衡算，则：

①流经Φ89×4mm无缝钢管，直管长度为15m的阻力h′的求算：

管件阀门的当量长度(见表2－5－17～2－5－19)

表2－5－17 各种管件、阀门、流量计的当量长度

表2－5－18 浆管阻力的当量长度L．

注：d－表示浆管内径

表2－5－19 水管阻力的当量长度Le值(m)

摇板式止逆阀：0．081×135=10．94(m)

90°弯头 0．081×35=2．84(m)

ΣL_当=10．94+2．84=13．78(m)

流体在Φ89×4mm管中流速

20℃时稀纸料的特性：

流动状态为湍流，以Re=78570，=0．00062查图2－5－1得摩擦系数λ=－0．018

由当量长度法计算阻力公式得：

②同理计算流体经过Φ57×3．5mm无缝钢管，直管长度为50m时的阻力h1″为：

③流体进出口阻力h1′″

Φ89×4mm管进口阻力，因是突然缩小，故ξ=0．5

Φ57×3．5mm管出口阻力，因是突然扩大，故ξ=1．0，因此：

④全管路总阻力h1

⑤纸料需接受外功增加的压头he

he=ΔZ+h₁=10+11．66=21．66(m)

⑥质量流率：

⑦泵的有效功率：

⑧泵的轴功率：