泵前负压罐的设计计算

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［说明］如图2－5－51所示，使用负压罐的目的是利用引水管将流体以一定流速由H₁高度输送到H高度，以满足工艺上的要求。

1．流体输送的能量衡算

［说明］流体的输送过程可看作无热交换，流体温度不变，且流体不可压缩。则根据柏努利方程式得流体输送的能量衡算式如下。

2．负压罐的作用原理式

［说明］如图2－5－51左图所示，当由注水管A注水后，将A封闭。此时不注水空间构成一个气体系统，这个系统包括负压罐内注水后不贮水空间V_ab及引水管内不贮水空间这时此系统体积为V′、压力为P′，其中V′=V_ab+

当泵启动后，罐内液面下降，不贮水空间体积增至V″，此时罐内压力为P″(见图2－5－51右图)，此时，这一物理变化符合气体状态方程式：

P′V′=P″V″(温度T不变)

则P”=P′

又知△V=V″－V′，故：

注：d－表示浆管内径

表2－5－19 水管阻力的当量长度Le值(m)

6．引水管管径的选择计算

［说明］管径可根据已确定的流量及流速，从表2－5－23和表2－5－24中查得，也可按式2－5－27计算。

7．负压罐的设计计算实例

［例］已知某负压罐需要将25℃水的液面输送到8m高处，引水管内水的流速为1．61m／s，流量为28．8m³／h，25℃时水的密度p=1000kg／m³，引水管长11．2m，试确定产生足够负压所需的容积。如果水泵入口上端至罐底距离为200mm，负压罐的加工半径为300mm，试计算负压罐的最低高度。

解：
❶ 已知u=1．61m／s，Q=28．8m³／h，则管径d为：

查表2－5－7得水力坡度i=0．0748mH₂O／m，故：

又P_v=1atm=1．01325×10⁵Pa，所以：