化工流体常用经济流速
化工流体常用经济流速
0.35-0.55
制冷设备中盐水
0.6-0.8
易燃易爆液体
＜1
注：表中数据摘自化工工艺设计、热力管道设计与安装手册、化学世界等文献。
来源于：《化工工艺设计手册》
0.5-3.0
真空蒸发器汽出口（低真空）
50-60
煤气
2.5-15
（高真空）
60-75
8-10(经济流速)
末效蒸发器汽出口（低真空）
40-50
煤气初压2KPa
0.75-3.0
蒸发器汽出口（常压）
25-30
煤气初压60KPa
3.0-12
真空度650-710mmHg管道
80-130
(以上主管长50-100m)
3.0-4.0
氧气0-50KPa（表压）
5-10
50-600KPa（表压）
7-8
外管线0.01-1.5MPa
（表压、低压）
2.0-4.0
0.6-1.0MPa（表压）
4-6
1.0-2.0MPa（表压）
4-5
外管线0.01MPa以下
（表压、低压）
1.0-2.0
2.0-3.0MPa（表压）
3-4
车间换气通风主管
泥浆
0.5-0.7
粘度1000cP液体（φ25以下）
0.1-0.2
液氨（真空）
0.05-0.3
粘度1000cP液体（φ25-50）
0.16-0.25
0.6MPa（表压）以下
0.3-0.5
粘度1000cP液体（φ50-100）
0.25-0.35
1.0-2.0 MPa（表压）以下
0.5-1.0
化工工艺常用流速范围及管径计算
化工工艺常用流速范围及管径计算化工工艺中，流速是一个重要的参数，涉及到输送流体的速度和流体与管道壁面的摩擦关系，对于液体和气体传输有着不同的要求。
在选择合适的流速范围和管径时，需要考虑流体性质、输送目的和经济效益等因素。
一、流速范围：1.液体流速范围：一般情况下，液体在管内的流速常在0.5-4m/s之间。
对于粘稠液体，上限值可适当提高，以防止沉积或堵塞。
如果需要提高流速，可以适当增大管径或采用多管并联的方式。
2.气体流速范围：气体在管道中的流速一般较高，一般在25-30m/s之间。
对于高粘度或高湿度的气体，流速可适当下降。
需要注意的是，过高的流速可能造成压力损失增大、噪音增加等问题，过低的话则可能导致积聚或沉积。
因此，选择适当的气体流速非常重要。
二、管径计算：管径的选择需要根据流体的流量、流速和管道布局等因素进行综合考虑。
1.流量计算：首先需要确定所需的流量，这个与工艺的要求密切相关。
在单位时间内，通过管道的液体或气体的体积称为流量，常以单位时间内通过面积为1平方米的截面的流体体积而定义。
2.确定流速：在确定流量的基础上，根据实际需要以及流体性质，选择合适的流速范围。
3.管径选择：根据流量和流速，可以通过流量方程计算得到管道的截面积。
然后，根据不同的管材选择公称管径。
常用的计算公式有以下几种：a.流速公式：流速（m/s）=流量（m³/h）/（截面积（m²）*3600）b.等效直径公式：流量（m³/h）=流速（m/s）*（π/4）*管道内径²c. 直径公式：流量（m³/h）= 係数* π * 管道内径（mm）²其中，係数是根据具体的管道材料和内壁光滑程度确定的系数。
需要注意的是，选择管径时还要考虑管道材料、成本、施工条件等因素，综合考虑以满足工艺要求和经济效益。
总结起来，化工工艺中流速范围的选择需要结合流体性质、输送目的、经济效益等因素，常用的液体流速范围为0.5-4m/s，气体流速范围为25-30m/s。
常用流体流速选择
常用流体流速选择管道内流速常用值/（m/s）管道内流速常用值/（m/s）流体种类应用场合管道种类平均流速备注水一般给水主压力管道2~3低压管道0.5~1泵进口0.5~2.0泵出口1.0~3.0工业用水离心泵压力管3~4离心泵吸水管DN250 1~2 DN250 1.5~2.5往复泵压力管1.5~2往复泵吸水管1给水管道内流速常用值/（m/s）流体种类水应用场合一般给水泵进口泵出口工业用水管道种类主压力管道低压管道离心泵压力管离心泵吸水管往复泵压力管往复泵吸水管给水总管排水管冷却凝结冷水管热水管凝结水泵吸收管凝结水泵出水管自流xx管一般液体高粘度液体低粘度粘度50mt;">·sDN25 DN50DN100粘度100 mt;">·sDN50 DN100DN200DN25粘度1000 mt;">·sDN50 DN100DN200气体低压高压压缩空气压气机烟道压气机进气管平均流速2~3 0.5~10.5~2.01.0~3.03~4DN2501~2DN2501.5~2.51.5~2<11.5~30.5~1.01.5~2.51~1.50.5~11~20.1~0.31.5~3.00.5~0.91.0~1.60.5~0.70.7~1.01.2~1.60.1~0.20.16~0.250.25~0.350.35~0.5510~208~152~7~1020~30MPa备注压气机输气管一般情况饱和蒸汽DN<50 DN>70DN<100锅炉、汽轮机DN=100~200 DN>200过热蒸汽DN<100 锅炉、汽轮机DN=100~200 DN>200~20 <8<1515~3025~3530~4020~4030~5040~60。
化工原理 第一章 管内流体流动的基本方程式
二、稳定流动与不稳定流动
1、稳定流动 流体流动系统中，若各截面上的温度、压力、流
速等物理量仅随位置变化，而不随时间变化，这种 流动称之为稳定流动；
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定常态流动.swf
2、不稳定流动 若流体在各截面上的有关物理量既随位置变化，也 随时间变化，则称为非稳定流动。 在化工厂中，连续生产的开、停车阶段，属于非稳 定流动，而正常连续生产时，均属于稳定流动。 本章重点讨论定态流动问题。 注意：定态与稳定态的区别
u qV A
单位为m/ s 。习惯上，平均流速简称为流速。
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（2）质量流速
单位时间内流经管道单位截面积的流体质量，称为质量流 速，以w表示，单位为kg/（m2·s）。
数学表达式为： w qm A
对于圆形管道： A d 2
4
质量流速与流速的关系为：
u 4qV
d 2
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非定常态流动.swf
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三、连续性方程
在稳定流动系统中，对直径不同的管段做物料衡算:
qm1
qm2
衡算范围：取管内壁截面1-1’与截面2-2’间的管段 衡算基准：1s
对于连续稳定系统： qm1 qm2
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qm uA
u1
4
d12
u2
4
d22
u1 u2
d2 d1
2
表明：当体积流量qV一定时，管内流体的流速与管道直径 的平方成反比。
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例 如附图所示，管路由一段φ89×4mm的管1、一 段φ108×4mm的管2和两段φ57×3.5mm的分支管3a 及3b连接而成。若水以9×10－3m/s的体积流量流动 ，且在两段分支管内的流量相等，试求水在各段管
最新化工流体常用经济流速
化工流体常用经济流速表
来源于：《化工工艺设计手册》构建不同课型的有效课堂
3月16日上午，增城市教研室初中英语学科在荔城二中开展了荔城地区联片
教研活动，参加本次活动的有我市初中英语全体的中心组教师和荔城街、增江街
七至九年级的部分英语教师，为这两个镇街的英语教师提供了交流和学习机会。
本次活动的主要内容是：第2、3节课分年级进行课例观摩，第4节课集中
评课。
老师们分别观摩了七年级何叔文老
师的语法课、八年级马燕清老师的听力课、
九年级陈金霞老师的阅读课和朱桂针老师
的写作课。
教师们在不同课型的课堂上都
展现了各自的风采，与会教师亦各有所获。
课后，中心组的梁杏芳、单楚宗、覃
扬和
师生互动课堂
潘丽清老师分别对对四位老师的课便例进行
了点评，并对不同的课型进行了深入指导。
最后，教研室黄锦湖老师提出了几个问题要
求老师们进行反思：1.
中心组老师精。
化工原理-流体在管内的流动.
(1)热 设换热器向1kg流体供应的或从1kg流体取出的热量为Qe，其单位为J/kg. 若换热器对所衡算的流体加热，则Qe为正。冷却为负。
(2)外功1kg流体通过泵(或其他输送设备)所获得的能量，称为外功或净功，有 时还称为有效功，以We表示，其单位为J/kg。
对不可压缩流体： u1A1= u2A2=······= uA=常数 圆管内不可压缩流体：u1d12= u2d22=······= ud2=常数
5
2.4 柏努利(Bernoulli)方程
柏努利导出原理：能量衡算（主要是机械能）。 图示 衡算范围：内壁面、1-1′、2-2′ 间所围成的体系。 衡算基准：1kg流体。 基准水平面：0-0平面。
第二节 流体在管内的流动 Flow of Fluids in Pipes
流动着的流体内部压强变化的规律，主要遵循连续性方程式与柏努 利方程式。 2.1 流量与流速 1）定义、符号、单位：
单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。若流量用体 积来计量，则称为体积流量，以VS表示，其单位为m3/s。若流量用质量 来计量，别称为质量流量，以wS表示，其单位为kg/s。 单位时间内流体在流动方向上所流过的距离，称为流速，以u表示，其 单位为m/s。 由于气体的体积流量随温度和压强而变化，显然气体的流速亦随之而 变。因此，采用质量流速就较为方便。质量流速的定义是单位时间内 流体流过管道单位截面积的质量，亦称为质量通量，以G表示，单位 为kg/(m2·s)。
提示：为计算管内各截面的压强，应首先计算管内水的流速。
先在贮槽水面1-1及管子出口内侧截面6-6间列柏努利方程式。
并以截面6-6为基准水平面。由于管路的能量损失不计，可应用
流体流速重力流管径计算
根据石油化工工艺管道设计手册，自流管道的流速一般取0.6～1.5m/s。
一般按照石油化工工艺管道设计手册里的各种形式的流体的流速要求来确定2楼的，流速最高 1.5m/s似乎太大，建议设计中还是保守一点，我一般按0.5m/s左右考虑，比较经济，呵呵！重力流要把满液流和半管流（溢流）区别开考虑。
不要简单的按0.5m/s来考虑。
如果是满管流的话，按照波努力方程，只有管路的摩擦力克服重力流的阻力，要试差迭代才能够确定管道流速，从而确定管径。
般按照百米压降，重力流下为：0.035kg/cm2/100m，如果计算流速的话是不一样的，在相同的流速下，管管径越大，压降越小。
不过通过计算可知道范围大约为0.2~0.8m/s之间。
经验上一般取0.5m/s，但如果管径很小且流体的粘度很大可能要求的流速要小一些。
管道内流速常用值管道内流速常用值(m/s)流体种类应用场合管道种类平均流速备注水一般给水主压力管道2-3 低压管道0.5-1 泵进口 0.5-2.0 泵出口 1.0-3.0 工业用水离心泵压力管3-4 离心泵吸水管DN2501-2 DN2501.5-2.5 往复泵压力管1.5-2 往复泵吸水管<1 给水总管1.5-3 排水管0.5-1.0 冷却冷水管1.5 -2.5 热水管1-1.5 凝结凝结水泵吸水管0.5-1 凝结水泵出水管1-2 自流凝结水管0.1-0.3 一般液体低粘度 1.5-3.0 高粘度液体粘度50mPa.sDN250.5-0.9 DN500.7-1.0 DN1001.0-1.6 粘度100mPa.sDN250.3-0.6 DN500.5-0.7 DN1000.7-1.0 DN2001.2-1.6 粘度1000mPa.sDN250.1-0.2 DN500.16-0.25 DN1000.25-0.35 DN2000.35-0.55 气体低压 10-20 高压 8-1520-30MPa排气烟道2-7 压缩空气压气机压气机进气管-10 压气机输气管-20 一般情况DN<50<8 DN>70<15 饱和蒸汽锅炉、汽轮机DN<10015-30 DN=100-20025-35 DN>20030-40 过热蒸汽锅炉、汽轮机DN<10020-40 DN=100-20030-50 DN>20040-60。
管道内介质常用流速范围表.doc
管道内介质常用流速范围表2012-04-20 00:03:03| 分类：默认分类 | 标签： | 字号大中小订阅工作介质管道种类及条件流速 (米/ 秒)DN>200 40--60过热蒸汽30--50 DN=200～100 DN<10020--40DN>200 DN=200 ～30--40饱和蒸汽25--35 100 DN<10015--30乏气排气管 : 从受压容器排出80从无压容器排出15--30 真空5--10 P≤3kg/cm 2 ( 表) 8--12P≤6kg/cm 2 ( 表) 10--20压缩性2 ( 表 ) 10--15气体P≤10kg/cmP≤70kg/cm 2 ( 表 ) 8--12P≤150kg/cm 2 ( 表 ) 6--10P≤200--300kg/cm 2( 表 ) 5--10管道长： 50--100 米煤气P≤200 毫米水柱P≤2000 毫米水柱8--12 半水煤气P=( 绝 ) 10--15 天燃气30交换气P=1--20( 绝 ) 10--15氧气氨气P27--8 ＜6kg/cm ( 表)P ＜20kg/cm 2 ( 表 ) 4--6 P ＜30kg/cm 2 ( 表 ) 3--4 P= 真空15--25 P ＜ 3kg/cm 2 ( 绝 ) 8--15 P ＜ 6kg/cm 2 ( 绝 ) 10--20 P ＜ 20kg/cm 2 ( 绝 ) 3--8 P=1--3g/cm 2( 表)P≤10kg/cm 2 ( 表 ) 5--3水及粘度相P≤80kg/cm 2 ( 表 ) 2--3P≤200--300kg/cm 2( 表)似液体热网循环水、冷却水压力回水无压回水海水微最小碱水最小工作介质管道种类及条件流速(米/ 秒) 管材排出废水钢泥状混浓度： 15％钢25% 3--4 钢合物65% 钢液氨P=真空钢油及粘度大的液体油及粘度大的液体气体2钢P ＜ 6kg/cm ( 表 )P ＜ 20kg/cm 2( 表 ) 钢油及相似液体钢粘度 50 厘泊 :Dg25 钢Dg50 钢Dg100 钢粘度 100 厘泊 :Dg25 钢Dg50 钢Dg100 钢Dg200 钢粘度 1000 厘泊 :Dg25 钢Dg50 钢Dg100 钢Dg200 钢鼓风机吸入管10--15 钢鼓风机排出管15--20 钢压缩机吸入管10--20 钢压缩机排出管钢P ＜ 10kg/cm 2 8--10 钢210--20 钢P=10--100kg/cm28--12 钢P ＞ 100kg/cm往复式真空泵吸入管13--16 钢往复式真空泵排出管25--30 钢油封式真空泵吸入管10--13 钢往复泵吸入管往复泵排出管1--2水及粘度相离心泵吸入管（常温）似液体（ 70--110 ℃）齿轮泵吸入管≤1齿轮泵排出管1--2流体名称流速范围m/s 流体名称流速范围m/s饱和蒸汽主管30～ 40 （以上主支管长50～100m）支管20～ 30 半水煤气 1 ～ c ㎡（绝压）10～ 15低压蒸汽<10kgf/c ㎡(绝压）15～ 20 烟道气烟道内3～ 6中压蒸汽10 ～ 40kgf/c ㎡(绝压）20～ 40 管道内3～ 4高压蒸汽40 ～ 120kgf/c ㎡( 绝压）40～ 60 工业烟卤（自然通风）2～ 8过热蒸汽主管40～ 60 实际 3～4支管35～ 40 石灰窑窑气管10～ 12一般气体（常压）10～ 20 乙炔气高压乏气80～ 100 （车间内）～ 15kgf/c ㎡(表压） .（中压）4～ 8蒸汽（加热蛇管）入口管30～ 40 （车间内） c ㎡(表压）.以下（低压）3～ 4氧气 0 ～c ㎡ ( 表压）5～ 10 （外管线）～ 15kgf/c ㎡(表压） .（中压）2～ 4～ 6kgf/c ㎡(表压）7～ 8 （外管线） c ㎡ ( 表压）.以下（低压）1～ 26 ～ 10kgf/c ㎡(表压）4～ 6 氨气真空15～ 25 10 ～ 20kgf/c ㎡(表压）4～ 5 1～ 2kgf/c ㎡ ( 绝压）8～ 15 20 ～ 30kgf/c ㎡(表压）3～ 4 c ㎡ ( 绝压）10～ 20 车间换气通风主管4～ 15 6kgf/c ㎡ ( 表压）以下10～ 20 支管2～ 8 10～ 20kgf/c ㎡ ( 表压）以下3～ 8风管距风机最远处1～ 4 氮气50 ～ 100kgf/c ㎡(绝压）2～ 5最近处8～ 12 变换气 1 ～ 15kgf/c ㎡( 绝压）10～ 15 压缩空气 1 ～ 2kgf/c ㎡（表压）10～ 15 铜洗前气体 320kgf/c ㎡( 绝压）4～ 9压缩气体（真空）5～ 10 蛇管内常压气体5～ 12 1～ 2kgf/c ㎡( 绝压）8～ 12 真空管<101～ 6kgf/c ㎡( 表压）10～ 20 真空蒸发器汽出口（低真空）50～ 60 6～ 10kgf/c ㎡( 表压）10～ 15 （高真空）60～ 75 10～ 20kgf/c ㎡( 表压）8～ 10 未效蒸发器汽出口40～ 50 20～ 30kgf/c ㎡( 表压）3～ 6 蒸发器出汽口（常压）25～ 30 30～ 250kgf/c ㎡(表压）～ 3 真空度650～ 710mmHg管道80～ 130 煤气～ 15 填料吸收塔空塔气体速度～至 1～8～ 10（经济流速）膜式塔气体板间速4～ 6煤气初压 200mmHO ～ 3煤气初压 6000mmH 3～ 122O续表流体名称流速范围m/s 流体名称流速范围m/s泡罩塔液体溢流管～废气低压 . 20 ～30高压80～100 过热水 2化工设备排气管20～ 25 离心泵吸入口1～ 2氢气≤8排出口～自来水主管， 3kgf/c ㎡( 表压）～往复式真空泵吸入口13～ 16 支管， 3kgf/c ㎡( 表压）1～最大 25～ 30 工业供水8kgf/c ㎡（表压）以下～油封式真空泵吸入口10～ 13压力回水～ 2 空气压缩机吸入口<10～15水和碱液 6kgf/ ㎡（表压）以下～排出口15～ 20自流回水有粘性～通风机吸入口10～ 15粘度和水相仿的液体取与水相同排出口15～ 20自流回水和碱液～旋风分离器入气15～ 25在换热器管内水～出气4～ 15蛇管内低粘度液体～ 1 结晶母液泵前速度～蛇管冷却水<1 泵后速度3～ 4石棉水泥输水管Ф50～ 250 下限～齿轮泵吸入口～ 1上限～排出口1～ 2Ф600～ 1000 下限～粘度 50cP 液体（Ф 25 以下）～上限～粘度 50cP 液体（Ф 25～ 50）～ 1 锅炉给水 8kgf/c ㎡（表压）以上>3 粘度 50cP 液体（Ф 50～ 100）1～蒸汽冷凝水～粘度 100cP 液体（Ф 25 以下）～凝结水（自流）～粘度 100cP 液体（Ф 25～ 50）～气压冷凝器排水1～粘度 100cP 液体（Ф 50～ 100）～ 1 油及粘度大的液体～ 2 粘度 1000cP 液体（Ф 25 以下）～粘度较大的液体（盐类溶液）～ 1 粘度 1000cP 液体（Ф 25～ 50）～石灰乳（粥状）≤1粘度 1000cP 液体（Ф 50～ 100）～泥浆～粘度 1000cP 液体（Ф 100～ 200）～液氨真空～易燃易爆液体<1 6kgf/c ㎡ ( 表压）以下～10， 20kgf/c ㎡ ( 表压）以下～ 1盐水1～ 2制冷设备中盐水～注：表中数据摘自化工工艺设计、热力管道设计与安装手册、化学世界等文献。
流体流速重力流管径计算
根据石油化工工艺管道设计手册，自流管道的流速一般取0.6～1.5m/s。
一般按照石油化工工艺管道设计手册里的各种形式的流体的流速要求来确定2楼的，流速最高1.5m/s似乎太大，建议设计中还是保守一点，我一般按0.5m/s左右考虑，比较经济，呵呵！重力流要把满液流和半管流（溢流）区别开考虑。
不要简单的按0.5m/s来考虑。
如果是满管流的话，按照波努力方程，只有管路的摩擦力克服重力流的阻力，要试差迭代才能够确定管道流速，从而确定管径。
般按照百米压降，重力流下为：，如果计算流速的话是不一样的，在相同的流速下，管管径越大，压降越小。
不过通过计算可知道范围大约为0.2~0.8m/s之间。
经验上一般取0.5m/s，但如果管径很小且流体的粘度很大可能要求的流速要小一些。
管道内流速常用值管道内流速常用值(m/s)流体种类应用场合管道种类平均流速备注水一般给水主压力管道2-3低压管道0.5-1泵进口0.5-2.0泵出口1.0-3.0工业用水离心泵压力管3-4离心泵吸水管DN2501-2 DN2501.5-2.5往复泵压力管1.5-2往复泵吸水管<1给水总管1.5-3排水管0.5-1.0冷却冷水管1.5-2.5热水管1-1.5凝结水泵吸水管0.5-1凝结水泵出水管1-2自流凝结水管0.1-0.3一般液体低粘度1.5-3.0高粘度液体粘度50mPa.sDN250.5-0.9 DN500.7-1.0 DN1001.0-1.6粘度100mPa.sDN250.3-0.6 DN500.5-0.7 DN1000.7-1.0 DN2001.2-1.6粘度1000mPa.sDN250.1-0.2 DN500.16-0.25 DN1000.25-0.35 DN2000.35-0.55气体低压10-20高压8-1520-30MPa排气烟道2-7压缩空气压气机进气管-10压气机输气管-20一般情况DN<50<8 DN>70<15饱和蒸汽锅炉、汽轮机DN<10015-30 DN=100-20025-35 DN>20030-40过热蒸汽锅炉、汽轮机DN<10020-40 DN=100-20030-50 DN>20040-60。
管道内介质常用的流速范围表
上限
2.2～2.6
粘度50cP液体 （Ф25～50）
0.7～1
锅炉给水8kgf/c㎡（表压）以上
>3
粘度50cP液体 （Ф50～100）
1～1.6
蒸汽冷凝水
0.5～1.5
粘度100cP液体 （Ф25以下）
0.3～0.6
凝结水（自流）
0.2～0.5
粘度100cP液体 （Ф25～50）
0.5～0.7
1～2
6～10kgf/c㎡ (表压）
4～6
氨气 真空
15～25
10～20kgf/c㎡ (表压）
4～5
1～2kgf/c㎡(绝压）
8～15
20～30kgf/c㎡ (表压）
3～4
3.5kgf/c㎡(绝压）
10～20
车间换气通风 主管
4～15
6kgf/c㎡(表压）以下
10～20
支管
2～8
10～20kgf/c㎡(表压）以下
1.5～3.5
油封式真空泵 吸入口
10～13
压力回水
0.5～2
空气压缩机 吸入口
<10～15
水和碱液6kgf/㎡（表压）以下
1.5～2.5
排出口
15～20
自流回水 有粘性
0.2～0.5
通风机 吸入口
10～15
粘度和水相仿的液体
取与水相同
排出口
15～20
自流回水和碱液
0.7～1.2
旋风分离器 入气
15～25
中压蒸汽 10～40kgf/c㎡ (绝压）
20～40
管道内
3～4
高压蒸汽 40～120kgf/c㎡ (绝压）
化工流体常用经济流速
0.05-0.2
21-2
1.5-2.5
13-16最大25-3010-13＜10-15-2010-15-2015-25
4.5-15
2.5-3.5
3-4＜1.0
1.0-2.0
0.7-1.0
1.0-2.0
0.5-0.9
0.7-11-1.6
0.3-0.6
0.5-0.7
0.7-1
0.1-0.2
0.16-0.25
0.25-0.35
0.35-0.55
＜1注：
表中数据摘自化工工艺设计、热力管道设计与安装手册、化学世界等文献。
来源于：
《化工工艺设计手册》
真空管
真空蒸发器汽出口（低真空）
（高真空）末效蒸发器汽出口（低真空）蒸发器汽出口（常压）真空度650-710mmHg管道
填料吸收塔空塔气体速度
膜式塔气体板间速度流速范围
m/s 10-15
3.0-6.0
3.0-4.0
2.0-8.0实际3-410-12
4.0-8.0
3.0-4.0
2.0-4.0
1.0-2.0
15-25
8-1510-2010-20
3-82-510-15
4-95-12＜1050-60-7540-5025-3080-130
0.2-0.3至1-1.5
4.0-6.0
流体名称
废气低压
高压
化工设备排气管
氢气
自来水主管0.3MPa（表压）
支管0.3MPa（表压）
工业供水0.8MPa（表压）以下
压力回水
乙炔气
车间内0.01-1.5MPa
（表压、中压）
车间内0.01MPa以下
化工原理流体流动
任务: ① 研究流体在什么条件下流动。 ② 流动过程中流体物理量（u、P或E）的变化规律。
连续性方程:质量衡算 柏努利方程:能量衡算 ③ 理论应用:确定流量,输送设备的有效功率,相对位置,
管路中的压强。
1.注3.1意概:由念于气体的体积随温度和压强而变化，在管截面积不变
一. 流量的与情流况速下: ，气体的流速也要发生变化，采用质量流速为 ① 流量计—算—带单来位方时便间。流过管路某一截面的流体体积或质量
永远为正
gz1u 2 1 2p 1W gz2u 2 2 2p2 hf1 2流体入 1
------机械能衡算方程（柏努利方程） z1 1
z2 w有效轴功率J/kg理想流体能量分布BC ：流道增加，速度减小，压力增加(减速增压) 96J/kg，出水管道全部阻力损失为4. 反映了在稳定流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变时，管路各截面上流速的变化规律。
单位为J。
2
比动能：单位质量流速为u的流体所具有的动能称为 比动能，比动能大小为 1 u 2 单位为J/kg。
2
(3)压力能(静压能)： 质量为m,体积为V,压力为P的流体具有的静压能为:
静压能单位
pV [N.m 3][N .m ][J]
m 2
比静压能：单位质量的流体所具有的静压能称为～ 比静压能大小为PV/m=P/ρ,单位为J/kg。
体积流量: q V
SI单位:m3/s
质量流量: q m
SI单位: kg/s
流速 —— 单位时间单位截面上流过的流体体积或质量
体积流速: u
SI单位:m/s
质量流速: w
SI单位: kg/m2s
根据定义有: qVuA,uqV A 对于圆管:
化工流体常用经济流速
1.0-2.0 MPa（表压）以下
0.5-1.0
盐水
1.0-2.0
粘度1000cP液体 （φ100-200）
0.35-0.55
制冷设备中盐水
0.6-0.8
易燃易爆液体
＜1
注：表中数据摘自化工工艺设计、热力管道设计与安装手册、化学世界等文献。
来源于：《化工工艺设计手册》
1.5-2.5
排出口
15-20
自流回水 有粘性
0.2-0.5
通风机 吸入口
10-15
粘度和水相仿的液体
取与水相同
排出口
15-20
自流回水和碱液
0.7-1.2
旋风分离器 入口
15-25
在换热器管内的水
0.2-1.5
出口
4.5-15
蛇管内低粘度液体
0.5-1.0
结晶母液 泵前速度
2.5-3.5
石棉水泥输水管 φ50-250下限
3-6
真空管
＜10
3.0-25MPa （表压）
0.5-3.0
真空蒸发器汽出口（低真空）
50-60
煤气
2.5-15
（高真空）
60-75
8-10(经济流速)
末效蒸发器汽出口（低真空）
40-50
煤气 初压2KPa
0.75-3.0
蒸发器汽出口 （常压）
25-30
煤气 初压60KPa
3.0-12
真空度650-710mmHg管道
≤8
排出口
1.5-2.5
自来水 主管0.3MPa（表压）
1.5-3.5
往复式真空泵 吸入口
13-16
支管0.3MPa（表压）
化工流体常用经济流速
粘度100cP液体 （φ25以下）
粘度较大的液体（盐类溶液）
粘度100cP液体 （φ25-50）
石灰乳（粥状）
≤
粘度100cP液体 （φ50-100）
泥浆
粘度1000cP液体 （φ25以下）
液氨 （真空）
粘度1000cP液体 （φ25-50）
（表压）以下
粘度1000cP液体 （φ50-100）
蛇管内低粘度液体
结晶母液 泵前速度
石棉水泥输水管 φ50-250下限
泵后速度
3-4
上限
齿轮泵 吸入口
＜
φ600-1000下限
排出口
上限
往复泵（水类液体） 吸入口
锅炉给水（表压）以上
排出口
蒸汽冷凝水
粘度50cP液体 （φ25以下）
凝结水（自流）
粘度50cP液体 （φ25-50）
气压冷凝器排水
粘度50cP液体 （φ50-100）
10-12
支管
35-40
乙炔气
一般气体 （常压）
10-20
车间内（表压、中压）
高压乏气
80-100
蒸汽（加热蛇管） 入口管
30-40
车间内 以下
（表压、低压）
氧气 0-50KPa （表压）
5-10
50-600KPa （表压）
7-8
外管线 （表压、低压）
（表压）
4-6
（表压）
4-5
外管线 以下
（表压、低压）
铜洗前气体 32MPa（绝压）
4-9
（表压）
8-10
蛇管内常压气体
5-12
（表压）
3-6
真空管
＜10
化工原理第一章管内流体流动的基本方程式
4
——管道直径的计算式
生产实际中，管道直径应如何确定？
2019/12/5
3、管径的估算 （1）管径的选择原则
在化工生产中，管道材料在全部材料费中占相当大的比重 。若所选用的管径太大，则材料费用太大；若选用较小管径 固然有利于降低材料费，但在一定的流量条件下，管径越小 ，流动阻力也随之增大，能耗也将相应增大。
2019/12/5
二、稳压力、流
速等物理量仅随位置变化，而不随时间变化，这种 流动称之为稳定流动；
2019/12/5
2019/12/5
定常态流动.swf
2、不稳定流动 若流体在各截面上的有关物理量既随位置变化，也 随时间变化，则称为非稳定流动。 在化工厂中，连续生产的开、停车阶段，属于非稳 定流动，而正常连续生产时，均属于稳定流动。 本章重点讨论定态流动问题。 注意：定态与稳定态的区别
2019/12/5
（3）流速u的选定
适宜流速的选择应根据经济核算确定，通常可选用经验数 据。教材P50，表1－3给出了某些流体在管路中的常用流速范 围。
通常水及低粘度液体的流速为1～3m/s，一般常压气体流速 为10m/s，饱和蒸汽流速为20～40 m/s等。
一般说来，密度大或粘度大的流体，流速取小一些；
Z2
u22 2g
p2
g
H f [m]
Z、u 2 2g
、p
g
、
H
f
位压头，动压头，静压头、 压头损失
H——输送设备对流体所提供的有效压头
2019/12/5
计算过程中，静压强项P可以用绝对压强值代入，也可 以用表压强值代入。 6）对于可压缩流体的流动，当所取系统两截面之间的绝对 压强变化小于原来压强的20%，
化工原理2
或容器的内壁面、截面1-1与2-2组成的封闭体系。根据
质量守恒原理可得:
对于定态流动系统，dM/d0=0,在管路中流体没 有增加和漏失的情况下：
qm1 qm2
1u1 A1 2 u 2 A2
推广至任意截面
qs 1u1 A1 2u2 A2 uA 常数
qs 1u1 A1 2u2 A2 uA 常数
流量qv一般由生产任务决定。 流速选择：
u ↑→ d ↓ →设备费用↓
流动阻力↑ →动力消耗↑ →操作费↑
u ↓ → d ↑ →设备费用↑
均衡 考虑
流动阻力↓ →动力消耗↓ →操作费↓
常用流体适宜流速范围：
水及一般液体
粘度较大的液体 低压气体 压力较高的气体
1~3
m/s
0.5~1 m/s 8~15 m/s 15～25 m/s
定态流动：各截面上的温度、压力、流速等物理量 仅随位置变化，而不随时间变化；
T , p, u f ( x, y, z)
非定态流动：体在各截面上的有关物理量既随位 置变化，也随时间变化。
T , p, u f ( x, y, z, )
1.2.4、 定态流动系统的质量守恒——连续性方程
如图，选择一段管路或容器作为所研究的控制体，选择 一段管路或容器作为研究对象，该对象的恒算范围为管
U q e pdv
' v2 v1
q
' e
流体与环境所交换的热
阻力损失 h f
即：qe qe h f
'
U qe h f pdv
v2 v1
u2 代入U gZ pv qe We中，得： 2
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排出口
最大25-30
工业供水（表压）以下
油封式真空泵 吸入口
10-13
压力回水
空气压缩机 吸入口
＜10-15
水和碱液（表压）以下
排出口
15-20
自流回水 有粘性
通风机 吸入口
10-15
粘度和水相仿的液体
取与水相同
排出口
15-20
自流回水和碱液
旋风分离器 入口
15-25
在换热器管内的水
出口
铜洗前气体 32MPa（绝压）
4-9
（表压）
8-10
蛇管内常压气体
5-12
（表压）
3-6
真空管
＜10
（表压）
真空蒸发器汽出口（低真空）
50-60
煤气
（高真空）
60-75
8-10(经济流速)
末效蒸发器汽出口（低真空）
40-50
煤气 初压2KPa
蒸发器汽出口 （常压）
25-30
煤气 初压60KPa
真空度650-710mmHg管道
MPa（表压）以下
盐水
粘度1000cP液体 （φ100-200）
制冷设备中盐水
易燃易爆液体
＜1
注：表中数据摘自化工工艺设计、热力管道设计与安装手册、化学世界等文献。
来源于：《化工工艺设计手册》
（表压）
3-4
车间换气通风 主管
氮气 （负压）
15-25
支管
（绝压）
8-15
风管距风机最远处
（绝压）
10-20
最近处
8-12
以下 （表压）
10-20
压缩空气 （表压）
10-15
以下（表压）
3-8
压缩气体 （负压）
氮气 5-10 MPa（绝压）
2-5
（绝压）
8-12
变换气 （绝压）
10-15
（表压）
10-20
油及粘度大的液体
粘度100cP液体 （φ25以下）
粘度较大的液体（盐类溶液）
粘度100cP液体 （φ25-50）
石灰乳（粥状）
≤
粘度100cP液体 （φ50-100）
泥浆
粘度1000cP液体 （φ25以下）
液氨 （真空）
粘度1000cP液体 （φ25-50）
（表压）以下
粘度1000cP液体 （φ50-100）
10-12
支管
35-40
乙炔气
一般气体 （常压）
10-20
车间内（表压、中压）
高压乏气
80-100
蒸汽（加热蛇管） 入口管
30-40
车间内 以下
（表压、低压）
氧气 0-50KPa （表压）
5-10
50-600KPa （表压）
7-8
外管线 （表压、低压）
（表压）
4-6
（表压）
4-5
外管线 以下
（表压、低压）
80-130
(以上主管长50-100m)
填料吸收塔空塔气体速度
至
膜式塔气体板间速度
流 体 名 称
流速范围m/s
流 体 名 称
流速范围
m/s
废气 低压
20-30
泡罩塔液体溢流管2
化工设备排气管
20-25
离心泵 吸入口
1-2
氢气
≤8
排出口
自来水 主管（表压）
往复式真空泵 吸入口
13-16
蛇管内低粘度液体
结晶母液 泵前速度
石棉水泥输水管 φ50-250下限
泵后速度
3-4
上限
齿轮泵 吸入口
＜
φ600-1000下限
排出口
上限
往复泵（水类液体） 吸入口
锅炉给水（表压）以上
排出口
蒸汽冷凝水
粘度50cP液体 （φ25以下）
凝结水（自流）
粘度50cP液体 （φ25-50）
气压冷凝器排水
粘度50cP液体 （φ50-100）
化工流体常用经济流速表
流体名称
流速范围m/s
流 体 名 称
流速范围
m/s
饱和蒸汽 主管
30-40
半水煤气 （绝压）
10-15
支管
20-30
烟道气 烟道内
低压蒸汽 ＜(绝压)
15-20
管道内
中压蒸汽 绝压)
20-40
工业烟囱 （自然通风）
高压蒸汽 (绝压)
40-60
实际3-4
过热蒸汽 主管
40-60
石灰窑窑气管