流体输送管路设计目录1. 任务书2 设计过程21流程图2.2管道设计21主管道规格确定2.2.2管道特性方程估算2.3泵的设计23.1项目基础数据及相关信息2.3.2泵型号确定及其基础特性参数2.3.3泵工作点确定及其性能参数的校正23.4泵的安装高度估算24设计结果一览图表3 .条件变化对输送系统的影响分析4.操作过程及注意事项5 .设计评述6 .参考文献7.符号说明-、任务书某工厂需要将一定量溶剂从贮槽送往高位槽，两槽液面稳定，其间的垂直距 离为10m，溶剂温度20°C,溶剂贮槽液面与地面的距离为3m,试解决下列问 题：⑴选择输送管子，并画出示意图；⑵选择合适类型的泵；⑶求泵的轴功率 和电机功率；⑷确定泵的安装位置；⑸确定泵的工作点、损耗在阀门上的轴功 率；⑹现若流量需增加10%，可采取什么措施？分析管路设计中可行的节能措 施.注:学号单号同学选用溶剂为乙醇,双号同学选用溶剂为甲醇，输送量为（50+ 学号最后两位）吨/小时要求:查阅相关工程设计手册或其它文献，写出设计报告，对工艺参数的选 用附上相关出处二、设计过程1.流程图2管道设计2.1物理参数及操作环境条件在20°C，即303。
15K下进行，储罐A与大气相通，其液面上方大气 压假定为1atm，离心泵根据管路计算选择输送量为61000kg/h常压、303.15K下，乙醇的物性数据为：密度P =789kg/m3,黏度u =1 15*103 Pa - s2.2管径、流速、雷诺数的计算与流型的判断工程设计中.易燃易爆液体管道直径的大小.与安全流 速值的大小有直接的关系根据化工设计手册[1]乙醇的安全流速uW5m/s,结合乙醇在管路输送的经济 流速[2],和泵吸入管的推荐流速0・5WuW20m/s和排出 管的推荐流速2.4WuW30m/s [3]假定液体在吸入管道内的流速u 0=22 ms,在泵排出管 内的流速 Ui=3.0m/s，已知流量匕=77.3m3/h = 0.0215m3/s,由 (d ¥流量计算式y=兀万u\ 2 7得吸入管径为：-^^ = 2 ； 0.021； mm =112 mm 兀 u \ 3.14 x 2.2同理得排出管径为:0.0215 mm =96 mm3.14 x 3.0 96查流体输送用不锈钢无缝钢管规格表【4】选取吸入管规格4121mmx 4 mm则吸入管内径d = 121-4 x 2mm = 113mm, 0实际流速为：u 0V , a = = 2.143 m / s 」dM, o …（0.113 ¥兀（寸）2 3.14 x0.0215吸入管雷诺数Re也=0.113 x 2」43 59 = 166142.1 >4000 P1.15 x 10 -3因此可判断流体的流形为湍流。
选取排出管规格4102mmx 3.5mm则排出管内径d] =102 - 3.5 x 2mm=95mm,实际流速为・ u =——匕—= 215 = 3.03 m / s实际流速为：1 < 0.095 Y兀（寸）2 3.14 x 2 I 2 J排出管雷诺数Re = 5 = 95xI0-3 x3.03妇89 = ^彳1 P 1.15 x 10 -3因此可判断流体的流形为湍流查某些工业管道的绝对粗糙度表得新的无缝钢管绝对粗糙度 £二002mm,由于Re=4大103〜3大106,管内径50~200mm,所以我们用顾毓珍公式x= 0.01227 + 冬公式：算得吸入管入为00201,Re 0.38排出管入为0.01964、管道特性方程估算(1) 管件阀门数据由初步设计图分析及查管件和阀件的局部阻力系数°值 表可得本项目所需阀门管件基础数据如下表所示：名称个数°备注90标准弯头2075安泵处算一个弯头闸阀3017作为泵的切断阀，全开标准截止阀164作节流阀，按球心阀全 开处理(2)直管摩擦阻力的计算—v、L u2 L u2 — 5 0 0201 u 2 + 15 0 0196 x u、2H — > 冗一0—+ 冗—-^― x 0.0201 x —+ 15 x 0.0196 x ―1—/1 °d02g d1 2g 0.113 2 g 0095 2 g=1。
6563m(3)局部阻力的计算.2.标准弯头造成的局部阻力由管件与阀门的局部阻力系数表可查得，其90°的标准弯头E =0.753 闸阀造成的局部阻力.管件与阀门的局部阻力系数表可查得全开的闸阀的& =0.174. 涡轮流量计40如8015»200也I25?247U1251041.74熟阀眦引阻力系迎管径在80~100之间，&取2.42 综上，计算局部阻力H — f 10-75）部£匚 假 + £ & 嚣=(0.75 + 0.17 + 0.5)2.1432 +(2.42 + 0.17*2 + 1 +0 2g 1 2g 2*9.81=2.443m综上可得总管路的特性方程为：He =z+hf=10+1.6563+2443=140993m(He单位m)4管路的特性方程的计算Ap Aw 2H =Az + ^~ + —b + £H e p 2 f在特定的管路系统中，于一定条件下操作时，上式中动能一项可以忽略，Az与^ p/Pg均为定值，令K = Az + 生 p g可将上式简化为H = K + £Hf，对于特定管路，可令V d将上式进一步简化为H = K + GQ 2在本设计中：K= A z + A p/ p g= (A zA+ A pA/ p g )o A+ (A zB+ ApB/p g)«B「 800 , 60004 x 106/998.2 x 981) x ——- 0.2 x 10r799a2 x
5+2.7+0o 6)/009+1} (「. ’% ) 1 ；• {0.0246 "、8（10+1.5+05） /0077+1} （「.’、”」：厅"."*：） 11=165^ 104 s2/m5 因此管路的特性方程可以表示为：H =43.809+1.65 ； 1040^（二）泵的选择和设计1、基础数据及相关信息1） 介质物性:输送对象为乙醇,P =789kgm3 ,日=115大10- 3Pa • s,基本无固体颗粒、气体等杂质2） 操作条件:液体温度与环境温度相等,为20°C,P =1.013x10 Pa环境2、泵型号确定及其基础性能参数由管路计算分析得需对管路提供的压头he=140993考虑到安全系数1.05到1.10⑵，把泵的扬程定为H=15.5m泵的流量至少为78 m 3h由上述信息查65Y-60型泵性能表和性能曲线图（3），选 择65Y-60B型油泵并获得泵的基础数据：所选泵为单吸离心卧式油泵（Y）,吸入口直径65mm, 单吸扬程60m,叶轮级数为1,比基本型号65Y-60离心油 泵直径小二级(B),原始性能参数(即出厂用20°C清水测值) 如下表所示流量Q扬程H转速n轴功率N电机功率N'效率n汽蚀余量Ah泵壳允许应力20 m 3h38m2950r/min4 。
22kW5.5kW49%2.7m1570/2250结构形式单级悬臂3、泵性能参数的校正及工作点的确定(1) 工作点确定由项目要求知主管道流量Q =773m3%，等于泵原始 性能参数中的流量值，故泵工作点为：Q w = Q =20 m3/h ;相应Hw=38m由附图查得最高效率 nmax=51 %，泵应在不低于Hmax92%内工作，即高效区下界 门.=92%n =469%20X 106加尸时泵的性能参数需要进行修正.（课本P94）本项目中液体的运动黏度为 v=E = 0.8x10-3 x 106=0975cStVV20X 106 ，而计算可p 820得20°C下水的运动粘度为'=L005x 10-5游尸=1.007 cSt,与混 998.2合烷烃V值近似，故可认为该液体黏度对泵参数基本无影 响.3） 另外，这里不考虑液体变化对离心泵汽蚀余量的影响。
总结以上分析，浆泵的实际工作参数列于下表：流量Q扬程H转速n轴功率N电机功率N '效率门汽蚀余量Ah泵壳允许应力20m 3/ h38m2950r/min3.467kW5.5kW49%2.7m1570/2250结构形式单级悬臂4、泵的安装高度估算P — P* ……泵的安装高度Hg=^-M—气0—1，其中Pa =120kPaP *=120kPa, p =820kg/m3，险=2.7m，罐泵间的动压头损失H = £ 心 + Sf =(°.°27x3 + 0.17 + 0.5)工=0.22mf ,0-1 d 2 g 0.068 2 g将各已知数带入得安装高度Hg= —292m,结果表示泵应安 装在低于油罐液面2.92m处三)设计结果一览图表二、条件变化对输送系统的影响分析2、操作条件变化(1) 流量变化：理论上流量变化基本不会改变管道特性方 程He=K+G2 2中的两个参数由65Y—60B泵的性能表可知， 输送液体流量稍有增加或减小在 范围左右变动时，所 选泵均能维持系统正常运行可以调节输送管路上的阀门改 变管路特性来使系统处于不同的工作点但要求流量若在该 范围之外，则要考虑换其他型号的泵2) 压力变化:若油罐A，高位槽B、C内的压力有较大变动， 要满足输送要求，则需要重新设计管路以及选择泵型。
因为 从设计过程来看压力确定是一个大的前提，其变化会导致管 路特性方程中K值的变化，进而影响随后的设计，另外由泵P — P*安装高度计算式Hg二 —-M—H 得P变化也会对泵位置 p g f，0-1的确定有影响.三、设计评述1、对设计的整体概括本次设计根据项目所给条件先确定主管道规格，然后 设定c支管道的规格与主管道相同（依据是减小截面突变而 引起丫头损失），再根。