均匀流与非均匀流,在不可压缩流体中,流线为相互平行直线的流动称为均匀流。或者说,多级离心泵流场中任何质点的流速大小和方向均不随时间而变化的流动称为均匀流。
各质点的流线相互平行,过流断面为一平面。
位于同线上的各个质点速度相等。
沿流程各过流断面上的流速分布相同,而且平均流速相等,但同一过流断面上各点的流速不相等。
沿流程各质点的加速度为零。
多级离心泵过流断面上压强分布规律与静止流体相同,即在同一过流断面上各点的测压管水头为常数,但在不同过流断面上为不同的常数。
面积比优化设计仿真Ato在65m2,70m2内取某一具体值进行面积比优化。保持Are为初始设计值不变,考察Ato=70m2时不同的面积比对COP的影响,如所示。由a可知,COP和Qc随面积比的变化趋势相反,在面积比为1左右时,系统获得大的Qc,而对应的COP值很小;面积比在1.5左右时,由b和c可知,在优化面积比范围内,两器内水的流速及其压降均满足设计要求(pew**出了约束范围,但幅度不大)。b和c中水流速和阻力在面积比接近1时的突然升高,是由于换热器型号的变化引起的,进而引起了管程长度的突变。
回热器与两器面积配比优化设计仿真根据上述仿真结果,本文所研究的矿用卧式多级泵系统总面积优化区间为65m2,70m2、两器面积比优化区间为1.1,1.6.分析表明,回热器面积变化对压缩机排气温度影响很大,也影响系统COP的大小,因此,还应研究回热器与两器面积配比问题。为两器不同面积比下回热器面积变化对系统性能影响仿真结果。由a可知,在Are不变时,面积比越小,Qc越大;在同一面积比下,Are越大,Qc越小;在众多工况点上,满足设计供热量要求的有工况14.但由b可知,在工况14中,工况4的排气温度已**过系统排气温度限值;由c可知,在工况13中,工况3具有高的COP.于是,取Are=7.0m2,面积比为1.4.
按照设计条件所完成的高温卧式多级泵单一部件(如压缩机、两器、回热器、节流机构等)的结构设计在组成系统后,高温卧式多级泵系统的制热量、压缩机吸气量、中间吸气温度、冷凝器和蒸发器水侧阻力等主要性能参数与设计值相比都发生了较大变化,即单一部件的初始设计结果之间存在不匹配性。在压缩机型号已确定的前提下,优化设计换热器的换热面积是解决该问题的有效途径。
高温矿用卧式多级泵COP随两器总面积的增加而增加,但COP对总面积的相对增加幅度较小,即通过增加换热器总面积的方法来提高系统COP的意义不大,反而增加了设备的造价。在两器总面积优化过程中,系统设计供热量是一关键性约束参数,根据该参数即可确定总面积合理取值区间,在此基础上再考察其他约束条件的合理性。
流动着的流体除了具有静止流体所具有的位置势能与压力势能外,由于具有速度,必然存在动能;另外,由于惯性力与粘性力的作用,流体在流动过程中必然要消耗能量,这部分能量损失也称流动阻力或水头损失。由此可见,多级离心泵流动流体的能量形式有:位置势能、压力势能、动能及能量损失。
从物理学可知,自然界各种物质的能量形式可以相互转换,但不能消失。
这就是能量守恒定律。流动流体中的能量也是如此,它可以从一种形式转换成另一种形式,伹转换前后的总能量必然相等。多级离心泵流动流体中的位置势能、压力势能与动能可相互转换,流动阻力可转换为热能而耗散掉,但总能量必然守恒。
多级离心泵流量控制调节的方法有调节柱塞或活塞行程、调节行程和泵速三种,其中以调节行程的方式应用广。
改方法简单、可靠。行程调节方式有以下三种:1、停车时手动调节:在停车时手动调节多级离心泵的行程。2、运转中手动调节:在泵运转中改变轴向位移,以简洁改变曲柄半径,达到调节行程长度的目的。常用方式有N形曲轴调节、L形曲轴调节和偏心凸轮调节等。3、运转中自动调节:常见有气动控制和电动控制两种。气动控制是通过改变气源压力信号达到自动调节行程的目的;电动控制是通过改变电信号达到自动调节行程的目的。多级离心泵在计量介质和工作压力确定情况下,通过调节行程长度和往复频率即可实现对计量泵输出流量的双维调节。进口行程长度和往复频率都可以作为调节变量,但在工程应用中一般讲行程长度视为粗调变量,往复频率为细调变量:调节行程长度至一定值,然后通过改变其频率实现精细调节,增加计量泵调节的灵活性。在相对简单的应用场合,也可以手动设置行程长度,仅将行程频率作为调节变量,从而简化系统配置。
循环系统及管道安装注重事项,每台泵出口都应安装符合泵参数的压力表(泵出口阀门前),循环系统应有压力表(泵出口阀门后),回液总阀门前和排液总阀门前应有压力表(俗称背压表)。系统进、出口取样管应按系统图安装于正确位置,还应注意便于化学人员的操作取样(一般采用仪表管和仪表阀门即可,取样管口应有向下45~90的弯度)。所有临时系统阀门包括取样门,不得使用铜阀门。临时系统焊口一定要打坡口,按锅炉正式焊口焊接,防止临时系统管震动焊口断裂、渗漏等问题发生。所有临时系统阀门应按低压锅炉正式系统要求安装。一定保证使用检验合格的阀门,开关灵活、关闭严密,防止临时系统出现短路等异常现象,致影响整个清洗工作正常进行,严重时可能造成的清洗失败。
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