电子教案与课件：化工单元操作技术 项目一 流体流动及输送
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化工单元操作模块一 流体流动及输送
2．管子
生产中使用的管子按管材不同可分金属管、非金属管和 复合管。金属管主要有铸铁管、钢管（含合金钢管）和有色 金属管等；非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料 管、橡胶管等；复合管指的是金属与非金属两种材料复合得 到的管子，最常见的形式是衬里管，它是为了满足节约成本、 强度和防腐的需要，在一些管子的内层衬以适当的材料，如 金属、橡胶、塑料、搪瓷等而形成的。
三、输送设备
液体输送机械——泵
流体输送机械 （提供给流体以足够的能量）
气体输送机械——机或泵
按照工作原理，流体输送机械可分为以下类型：
类型
动力式
容积式
(正位移 式)
往复式 旋转式
流体作用式
液体输送机械 离心泵、旋涡泵 往复泵、计量泵、隔膜泵 齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
气体输送机械 离心式通风机、鼓风机、压缩
• （7）一般地,化工管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用埋地铺设,
埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。
• 在布置化工管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保管路的布
置科学、经济、合理、安全。
• 2、化工管路的安装
• （1）化工管路的连接
螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接
• （2）化工管路的热补偿 • （3）化工管路的试压与吹洗 • （4）化工管路的保温与涂色 • （5）化工管路的防静电措施
《化工单元操作》教学课件 制作:
模块一 流体流动及输送
任务一 认知流体输送设备及管路
硫酸铵生产工艺流程图
硫酸铵生产工艺流程图
一、贮罐
贮罐是一种最典型的化工容器，主要用于贮 存气体、液体、液化气体等介质，如氢气贮罐、 石油贮罐、液氨贮罐等，除贮存作用外，还用作 计量。
生产中使用的管子按管材不同可分金属管、非金属管和 复合管。金属管主要有铸铁管、钢管（含合金钢管）和有色 金属管等；非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料 管、橡胶管等；复合管指的是金属与非金属两种材料复合得 到的管子，最常见的形式是衬里管，它是为了满足节约成本、 强度和防腐的需要，在一些管子的内层衬以适当的材料，如 金属、橡胶、塑料、搪瓷等而形成的。
三、输送设备
液体输送机械——泵
流体输送机械 （提供给流体以足够的能量）
气体输送机械——机或泵
按照工作原理，流体输送机械可分为以下类型：
类型
动力式
容积式
(正位移 式)
往复式 旋转式
流体作用式
液体输送机械 离心泵、旋涡泵 往复泵、计量泵、隔膜泵 齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
气体输送机械 离心式通风机、鼓风机、压缩
• （7）一般地,化工管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用埋地铺设,
埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。
• 在布置化工管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保管路的布
置科学、经济、合理、安全。
• 2、化工管路的安装
• （1）化工管路的连接
螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接
• （2）化工管路的热补偿 • （3）化工管路的试压与吹洗 • （4）化工管路的保温与涂色 • （5）化工管路的防静电措施
《化工单元操作》教学课件 制作:
模块一 流体流动及输送
任务一 认知流体输送设备及管路
硫酸铵生产工艺流程图
硫酸铵生产工艺流程图
一、贮罐
贮罐是一种最典型的化工容器，主要用于贮 存气体、液体、液化气体等介质，如氢气贮罐、 石油贮罐、液氨贮罐等，除贮存作用外，还用作 计量。
中职化工单元操作教案：流体流动
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案
编号：
备课组别
化工组
课程名称
化工单元操作
所在
年级
高二
主备
教师
授课教师
授课系部
授课班级
授课
日期
课题
1.1.4流体流动
教学
目标
掌握流量、流速的定义及其相互关系
理解流体稳定流动的含义
掌握连续性方程及其计算
重点
流量、流速的定义，流体稳定流动时的连续性方程式
难点
单位为m/ s。习惯上，平均流速简称为流速。
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G表示，单位为kg/（m2·s）。
质量流速与流速的关系为
流量与流速的关系为
3.管径的估算
一般化工管道为圆形，若以d表示管道的内径，则式（1-16）可写成
则
式中，流量一般由生产任务决定，选。
解：取水在管内的流速为1.8m/s，由上述公式得
查附录低压流体输送用焊接钢管规格，选用公称直径Dg80（英制3″）的管子，或表示为φ88.5×4mm，该管子外径为88.5mm，壁厚为4mm，则内径为
水在管中的实际流速为
在适宜流速范围内，所以该管子合适
四、小结与作业
板
书
设
计
教后札记
流体稳定流动的概念
教法
讲授法
教学设备
PPT课件多媒体一体机
教学
环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
一、组织教学
二、引入
世上万物都是运动的，流体的静止状态是运动的特殊情况。现在学习流体流动的相关概念。
三、新课内容
编号：
备课组别
化工组
课程名称
化工单元操作
所在
年级
高二
主备
教师
授课教师
授课系部
授课班级
授课
日期
课题
1.1.4流体流动
教学
目标
掌握流量、流速的定义及其相互关系
理解流体稳定流动的含义
掌握连续性方程及其计算
重点
流量、流速的定义，流体稳定流动时的连续性方程式
难点
单位为m/ s。习惯上，平均流速简称为流速。
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G表示，单位为kg/（m2·s）。
质量流速与流速的关系为
流量与流速的关系为
3.管径的估算
一般化工管道为圆形，若以d表示管道的内径，则式（1-16）可写成
则
式中，流量一般由生产任务决定，选。
解：取水在管内的流速为1.8m/s，由上述公式得
查附录低压流体输送用焊接钢管规格，选用公称直径Dg80（英制3″）的管子，或表示为φ88.5×4mm，该管子外径为88.5mm，壁厚为4mm，则内径为
水在管中的实际流速为
在适宜流速范围内，所以该管子合适
四、小结与作业
板
书
设
计
教后札记
流体稳定流动的概念
教法
讲授法
教学设备
PPT课件多媒体一体机
教学
环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
教
学
内
容
一、组织教学
二、引入
世上万物都是运动的，流体的静止状态是运动的特殊情况。现在学习流体流动的相关概念。
三、新课内容
化工单元操作技术-模块一液体流动及输送
绝对压强=表压 + 当地外界大气压强 当地外界大气压强 =真空度+绝对压强
绝对压强与表压、真空度的关系如图1-1所示。 一般为避免混淆，通常对表压、真空度等加以标注，如2000Pa（表压），10mmHg（真空 度）等，还应指明当地大气压强。
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
(三)黏度 流体都有黏性,其大小称为黏度 不同单位之间的换算关系为: • 不同单位之间的换算关系为: • 1Pa·s=1000mP·s=1000cP 液体的粘度随温度升高而减小 气体的粘度随温度升高而增加
ρ m = ρ 1φ1 + ρ 1φ 2 + ... + ρ nφ n
φ1 , φ2 ...φn
——气体混合物中各组分的体积分率。
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
气体混合物的平均密度也可利用式（1-2）计算，但式中的 摩尔质量M应用混合气体的平均摩尔质量Mm代替，即
pM m 而 ρm = RT
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
二、流体静力学方程——研究流体在重力和压力下的平衡关系 方程——研究流体在重力和压力下的平衡关系
(一)基本方程： 一 基本方程 基本方程： • 关于流体静力学方程的讨论： 关于流体静力学方程的讨论： • ①适用条件：静止的、连续的同一种液体中或密度变化不 适用条件：静止的、 大的气体 • ②处于同一水平面的各点压强相等（等压面：压强相等的 处于同一水平面的各点压强相等（等压面： 面） • ③有任何数值改变，液体内任一点的压强也发生同样大小 有任何数值改变， 的变化 • ④方程变形： 方程变形： • 说明压力差大小可以用一定高度的液体柱来表示
s s
因为
《化工单元操作》 模块1 流体输送操作_教案
模块一流体输送操作项目1 观察流体流动【教材版本】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。
【教学目标】1．借助雷诺实验装置，认识流体在管内流动的两种不同型态。
2．学会雷诺准数的计算，并用雷诺准数判断流体流型。
【教学重点、难点】重点：认识流体流动型态难点：雷诺准数的计算【教学方法】采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。
根据本项目特点，采用“导入——演示——实训——评价——讲授——讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。
【学时安排】8学时【教学建议】先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。
然后，在学生预习的基础上学习流体输送的相关知识。
【教学过程】一、导入自然界中存在着大量的流动现象，如河水流动，刮风等等。
流体有不同的流动状态。
二、教师讲授及演示实训步骤1．布置实训任务：观察液体的流动状态。
2．引导学生先大致了解流体输送装置，简述其用途，提高学生学习兴趣。
图1-1 雷诺实验装置三、学生实训指导学生按工艺卡片进行实训。
水箱加水——调节流量——记录流量——计算雷诺准数——验证雷诺判据四、检查评价学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。
五、相关知识在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。
一、流体流动的基础知识流体包括气体和液体，液体可认为是不可压缩性流体，气体为可压缩性流体。
1．液体内部不同位置的压力（1）压力的表示方法化工生产中习惯上将压强称为压力，是指垂直作用于流体单位面积上的压力，以p表示。
单位N/m2，Pa；MPa；kPa；atm；at或kgf/cm2；mH2O；mmHg。
换算关系：1 MPa＝103kPa＝106Pa1atm＝0133MPa＝＝1.033 kgf/cm22O绝对压力表压 表压：表上反映出的压力，是设备内的实际压力与大气压力之差。
《化工装备技术》课件——项目一 流体流动的基本知识
m
V
(2 1)
任何流体的密度都与温度和压力有关，但压力的变化对液体密度的影响
很小（压力极高时除外），所以称液体是不可压缩的流体。
四、流体流动的基本知识
(一)基本概念
2.压强
工程上称为压力
流体垂直作用于单位面积上的力称为流
体的静压强，简称为压强或压力，以符号p
表示。若以F（N）表示流体垂直作用在面
四、流体流动的基本知识
(一)基本概念
3.黏度
根据流体是否有黏性
• 定义：流体对流动所表现的阻力
• 物理意义：描述流体黏性（内摩擦力）的大小
动力黏度μ，单位 Pa.s
• 表示方法：
运动黏度v，单位
m2/s
• 影响因素：液体的黏度随温度升高而减小
气体的黏度随温度升高而升高
实际流体：指具有黏度的流
体，在运动时存在内摩擦力，
(四)连续定理-连续性方程来自（质量守恒方程）根据质量守恒定律，单位时间内流进和流出控制体的
1
2
1
2
质量之差应等于单位时间控制体内物质的累积量。而稳定
流动时，累积量为零。
取截面l－1至2－2之间的管段为对象
根据质量守恒: G1 = G2，即ρ1 c1 f1 =ρ2 c2 f2
对不可压缩流体(ρ为常数) : c1 f1 =c2 f2
对圆形管道 : c1/ c2 = d22/ d12
液体在大截面处的流速较小，
而在小截面处的流速较大，这
就是连续定理。
四、流体流动的基本知识
(五)伯努利方程
对于圆形管道
2
=
4
Q
c c
f
Q
d
流体流动与输送技术—认识流体输送过程(化工原理课件)
三、管路的试压与吹扫 管路安装完毕后，应作强度与严密度试验，检验管路是否符合设计要求
，试验是否有漏气或漏液现象，称为试压。管路的操作压力不同，输送的物 料不同，试压的要求也不同。试压主要采用液压试验，少数也可采用气压试 验。当管路系统进行水压试验，试验压力（表压）为294KPa，在试验压力 下维持5分钟，未发生渗漏现象，则水压试验为合格。
10. 在焊接或螺纹连接的管路上应适当配置一些法兰或活接头，以利于安 装、拆卸和检修。
11. 阀门的仪表的安装高度主要考虑操作的安全和方便。 12. 某些不能耐高温的材料（如聚四氟乙烯管、橡胶管）制成的管路应避 开热管路，输送冷流体（如冷冻盐水）的管路应与热流体的管道相互避开。
因此在布置管路时，应参阅有关资料，依据上述原则制订方案，确保 管路的布置安全、科学、合理、经济。
7. 一般情况下，管路采用明线安装，但上下水管及废水管采用埋地铺设， 埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。（为方便安装、检修和管理，管路尽 量架空敷设）
8．输送有毒或腐蚀性介质的管道，不得在人行道上空设置阀件、法兰等 ，以免泄露时发生事故；输送易燃易爆介质的管道，一般应设有防火、防爆 安全装置。
9. 管道不应挡门、挡窗；应避免通过电动机、配电盘、仪表盘的上空；在 有吊车的情况下，管道的布置不应妨碍吊车工作。管路的布置不应妨碍设备 、管件、阀门、仪表的检修。塔和容器的管路不应从人孔正前方通过，以免 影响打开人孔。
六、管路的防腐 在化工管路中使用的管材，一般大都采用金属材料。由于各种外界环境
因素和通过介质的作用，都会引起金属的腐蚀。金属腐蚀分为化学腐蚀和电 化学腐蚀两种。为了延长管路的使用寿命，确保化工生产安全运行，必须采 取有效的防腐措施。
管路的主要防腐措施，是在金属表面涂上不同的防腐材料，经过固化而 形成油漆，牢固地结合在金属表面上。由于油漆把金属表面同外界严密隔绝 ，阻止金属与外界介质进行化学反应或电化学反应，从而防止了金属的腐蚀 。
化工原理流体流动与输送机械精品PPT课件
1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
17
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
18
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
19
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
电子教案与课件：《化工单元操作》电子课件 0绪论(2015版)
分离技术
沉降 过滤 蒸发 干燥 蒸馏 吸收 萃取 结晶 膜分离 吸附
从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡 从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒 使非挥发性物质中的溶剂气化，溶液增浓 使固体湿物料中所含湿分气化除去 利用组分的挥发度不同，分离均相混合液体 利用气体在液体（吸收剂）中溶解度不同，分离气相混合物 利用液体在液体（萃取剂）中溶解度不同，分离液相混合物 使溶液中某种溶质变成晶体析出 利用固体或液体的膜来分离气体或液体混合物 利用组分在固体吸附剂上吸附量不同，分离气相或液相混合物
作。化工单元操作（又名化工原理）就是研究这
些物理操作的。
化工单元操作—绪论
2021/2/3
化工单元操作—绪论
2021/2/3
二、单元操作的分类
类别
流体流动 及输送技术
名称
流体流动 及输送
功能与用途 将流体从一个设备输送到另一个设备、提高或降低气体的压力
传热技术
传 热 升温、降温或改变相态 冷 冻 将物料温度冷却到环境温度以下
二、课程目标
• 使学生获得常见化工单元操作的操作技能、
基础知识和基本计算能力，并受到足够的 操作技能训练和职业素质培养，为学生学 习后续专业课程和将来从事工程技术工作， 实施操作控制、工艺调整、生产管理奠定 知识、技能、素质基础。
化工单元操作—绪论
2021/2/3
任务三 了解解决工程问题的基本思路和方法
• 非定态操作: 指操作参数既与位置有关又与时间有关，
如非定态流动和非定态传热等。间歇生产通常属于非定态 操作。非定态操作的特点是过程进行的速率是随时间变化 的，系统内存在物质或能量的积累。
化工单元操作—绪论
2021/2/3
化工原理流体流动与输送机械PPT课件
1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
11
1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
12
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
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1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
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1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
第1章流体输送1(课件).
jgb168
①液体
P对液体的ρ影响较小，常忽略不计，
ρ=ƒ（T），称为不可压缩流体。 化工生产中，处理的流体多半是几种组合的混合 物。对于混合液体，其平均密度为： 1/ρ=w1/ρ1 +w2/ρ2 +……+wn/ρn ρ1，ρ2，……ρn----是液体混合物中各组合的密度， kg/m3 w1，w2，……wn-------是液体混合物中各组合的质量 分数。 P10[例1-2]
被测 体系 h
（1）当被测流体的绝对压强>外界大气 压时，压力表上测得值为表压。 表压强= 绝对压强 - 大气压强 或 绝对压强 = 大气压强+ 表压强
（2）当被测流体的绝对压强<外界大气 压时，压力表上测得值称为真空度。 真空度 = 大气压强- 绝对压强 或 绝对压强 = 大气压强- 真空度。
被测 体系 h jgb168
jgb168
1.1.2 常见流体输送方式
流体输送按操作方式分可分为：自发输送和
强制输送， 自发输送是指流体靠液位差或压力差产生的 自然流动来输送流体， 而强制输送是利用流体输送设备来输送流体。 强制输送按输送设备的工作原理又可分离心 式、往复式、旋转式、流体作用式等。
jgb168
常见流体输送方式
相对密度是在共同的特定条件下，一种物质的密度 与另一种物质的密度之比。“d”表示。如:比重就是 一种相对密度。 在工程单位制中的一个专用的且极其重要的物 3 理量，是指单位体积的重量。 r=G/V 工程单位制中，重量用“kgf”千克力表示， 重 9.81牛顿为1千克力。 度 国际单位制中的密度ρkg/m3和工程单位制中的 重度rkgf/m3在数值上是相等的。 4 单位质量流体的体积——称为流体的比容 比 υ=V/m=1/ρ 它是密度的倒数 容 单位m3/kg，这个物理量在气体中应用较多。
《化工单元操作》流体流动与输送课件
P1 - P2 = ( - )gR R = R sinα
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
化工单元操作技术第一章流体输送技术课件
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
（2）可压缩流体
对于可压缩流体，若流动系统两截面间的绝对压力变 化较小（常规定为 p1 p2 ）20，%则仍可用伯式进行计算，
p1 但流体密度 应以两截面间流体的平均密度 来m 代替。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
A2 A1
d2 d1
2
（5）
说明不可压缩流体在管道内的流速与管道内径的平方成反比
式（1）至式（5）称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程
连续性方程反映了稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上 流速的变化规律。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
（一）流动系统的能量
伯努利方程——预备知识
显然，设备内流体的真空度愈高，它的绝对压力就愈低； 表压力愈高，它的绝对压力就愈高。 绝对压力、表压力、真空度以及大气压之间的关系用公式表示为：
p表 p绝 p大, p真 p大 p绝
图示为：
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
注意！
大气压力的数值随大气温度、湿度和所在地海拔的变化而变化 压力以表压或真空度表示时应用括号注明，否则视为绝对压力 压力计算时基准要一致
位能是相对值，计算时 需规定基准水平面
位能：流体因处于重力场中而具有的能量。
单位质量流体的位能为g（z J / kg）
动能：流体因具有一定流动速度而具有的能量。
单位质量流体的动能为 1 u（2 J / kg） 2
静压能：流体具有一定的压力而具有的能量。
单位质量流体的静压能为p（J / kg）
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
（2）可压缩流体
对于可压缩流体，若流动系统两截面间的绝对压力变 化较小（常规定为 p1 p2 ）20，%则仍可用伯式进行计算，
p1 但流体密度 应以两截面间流体的平均密度 来m 代替。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
A2 A1
d2 d1
2
（5）
说明不可压缩流体在管道内的流速与管道内径的平方成反比
式（1）至式（5）称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程
连续性方程反映了稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上 流速的变化规律。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
（一）流动系统的能量
伯努利方程——预备知识
显然，设备内流体的真空度愈高，它的绝对压力就愈低； 表压力愈高，它的绝对压力就愈高。 绝对压力、表压力、真空度以及大气压之间的关系用公式表示为：
p表 p绝 p大, p真 p大 p绝
图示为：
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
注意！
大气压力的数值随大气温度、湿度和所在地海拔的变化而变化 压力以表压或真空度表示时应用括号注明，否则视为绝对压力 压力计算时基准要一致
位能是相对值，计算时 需规定基准水平面
位能：流体因处于重力场中而具有的能量。
单位质量流体的位能为g（z J / kg）
动能：流体因具有一定流动速度而具有的能量。
单位质量流体的动能为 1 u（2 J / kg） 2
静压能：流体具有一定的压力而具有的能量。
单位质量流体的静压能为p（J / kg）
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
化工单元操作与设备保护教学教案流体及输送设备
教案教案内容1、以教学打算与职业实践为起点论述您选择此题目的缘故通过企业调研及人材需求分析，化工企业中，物料的输送、对应设备的操作与保护是一名操作人员必需把握的一项大体能力。
本单元教学既是就化工生产进程中物料的大体概念及大体性质进行讲解，和相应应设备的操作保护，力求学生对化工厂中物料输送进程有一个大体的熟悉。
2、最终的情形（分析学员的基础知识和学习踊跃性和学习能力）学员为初中或高中毕业的中职学生，已通过了一至两年基础课的学习，具有必然的物理和化学基础知识，具有必然自主学习的能力。
3、制定目标（从专业上，方式上，社会层面上及个人进展层面上的能力来试探）在学习进程中，应着重培育学生以下能力（1）专业能力：能弄清楚流体如何输送，什么缘故能？输送设备的开、停车及大体故障处置能对流体有大体的熟悉（2）方式能力：在教师的引导下能利用现有条件进行自主学习，自主操作，（3）社会能力：开拓思维，联系生活，相互合作4、教学功效考核：教师依照学生小组及个人在讨论中的表现把握学生对知识的明白得程度进行评判。
5、教学打算表课程的教学打算表见附件6、参考文献7、附件目录任务一物料输送的大体熟悉【2学时】任务二液体的输送方式【2学时】任务三液体的输送操作：高位槽、加压、真空输送【2学时】任务四流体输送系统【2学时】任务五管子、管件、阀门【2学时】任务六化工管路部件的参观【2学时】任务七流体输送机械【2学时】任务八离心泵冷态开车仿真操作【2学时】任务九离心泵正常停车仿真操作【2学时】任务十离心泵操作总结【2学时】任务十一离心泵送料实训操作【2学时】任务十二离心泵结构和工作原理【2学时】任务十三离心泵的故障及保养【2学时】任务十四离心泵故障仿真操作【2学时】任务十五离心泵的特性参数及性能曲线【2学时】任务十六离心泵的工作点和流量调剂【2学时】任务十七离心泵的特性曲线测定【2学时】任务十八离心泵的气蚀及安装高度（选学）【2学时】任务十九离心泵的串并联实训操作【2学时】任务二十离心泵的其他类型及选择【2学时】任务二十一容积泵-往复泵【2学时】任务二十二其他类型泵【2学时】任务二十三气体输送机械【2学时】任务二十四紧缩机-离心式紧缩机【2学时】任务二十五紧缩机-往复式紧缩机【2学时】任务二十六真空泵【2学时】任务二十七二氧化碳四段紧缩开车仿真操作（选学）【6学时】任务二十八二氧化碳四段紧缩停车仿真操作（选学）【4学时】任务二十九流体流动分析教学打算表【2学时】任务三十密度和比容【2学时】任务三十一流体静力学【2学时】任务三十二流体静力学的应用【4学时】任务三十三流速和管径的选用【2学时】任务三十四管路输送的质量守恒【2学时】任务三十五管路输送的能量守恒【2学时】任务三十六伯努利方程【4学时】任务三十七理想流体伯努利方程计算【4学时】任务三十八实际流体伯努利方程【2学时】任务三十九管内流体的流动现象【2学时】任务四十流体流动现象参观实验【2学时】任务四十一流体流动的判别及特点【4学时】任务四十二流动阻力【4学时】任务四十三范宁公式【4学时】任务四十四局部阻力计算【6学时】任务一物料输送的大体熟悉教学打算表（一）对本次课的说明任务二液体的输送方式教学打算表（二）对本次课的改良任务三液体的输送操作：高位槽、加压、真空输送教学打算表（三）对本次课的改良任务四流体输送系统教学打算表（四）5min引入通过上次实训观察，提出问题：在实训中我看看到的流体输送系统都是由什么零件构成的配合教师，很据自己的查阅回答问题讲授10min老师讲解给学生的回答零件归类，给出正确的管路部件及化工管路的分类听讲、提问对话5min提出问题提出问题：从生活中找出管路部件，及管路布置的特点，从安装、布置、颜色等方面入手分组讨论，提问仿真实操投影50min学生作品展示观察、解释、引导分别写出生活中见到的管路安装方法应用场合、位置、颜色师生互动投影、黑板20min教师归纳总结给出正确的安装方法及场合、化工管路中颜色代表的意义。
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胶管等； 复合管指的是金属与非金属两种材料复合得到的管子，
最常见的形式是衬里管，它是为了满足节约成本、强度和防 腐的需要，在一些管子的内层衬以适当的材料，如金属、橡 胶、塑料、搪瓷等而形成的。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
（三）管件
化工原理
大小头
丝堵
盲板
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
• 2、化工管路的安装 化工原理
• （1）化工管路的连接
螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接
• （2）化工管路的热补偿 • （3）化工管路的试压与吹洗 • （4）化工管路的保温与涂色 • （5）化工管路的防静电措施
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
三、输送设备
化工原理
流体输送机械 （提供给流体以足够的能量）
液体输送机械——泵
气体输送机械——机或泵
按照工作原理，流体输送机械可分为以下类型：
类型
动力式
容积式
(正位移 式)
往复式 旋转式
流体作用式
液体输送机械 离心泵、旋涡泵 往复泵、计量泵、隔膜泵 齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
气体输送机械 离心式通风机、鼓风机、压缩
机 往复式压缩机
罗茨鼓风机、液环压缩机
喷射式真空泵
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
任务二 获取流体输送知识
化工原理
一、流体的基本物理量
（一）密度与相对密度
1.密度： m
v
单位：kg/m3
影响因素：
①T：T V
ρ
②p：对液体密度影响不大，对气体密度影响较大，p ρ
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
※ρ的求取 化工原理
（1）液体
路及不经常检修的管路靠近墙或柱子。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
• （4）管子、管件与阀门应尽量采用标准件，以便于安装与维修。 • （5）化对工原于理温度变化较大的管路要采取热补偿措施，有凝液的管
路要安装凝液排出装置，有气体积聚的管路要设置气体排放装置。
• （6）管路通过人行道时高度不得低于2m，通过公路时不得小
① 纯液体查表（查表时注意温度）；
② 根据混合液体混合前后各组分体积不变，利用公式计算。 （ Xw 为各组分的质量分数）
1 xwA xwB xwn
m 1 2
n
——液体混合物密度计算式 化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
化工原理
• （2）应合理安排管路，使管路与墙壁、柱子、场面、其他管路
等之间应有适当的距离，以便于安装、操作、巡查检修。如管路 最突出的部分距墙壁或柱边的净空不小于100mm，距管架支柱 也不应小于100mm，两管路最突出部分间距净空，中压约保持 40～60mm，高压保持约70～90mm，并排管路上安装手轮操 作阀门时，手轮间距约100mm。
• ⑸ 堵塞管路——丝堵和盲板。
注意：选用时必须注意和管子的规格一致。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
化工原理
（四）阀门
截止阀
闸阀
旋塞阀
碟阀
球阀
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
（五）化工管路的布置与安装
化工原理
• 1. 化工管路的布置原则 （1）在工艺条件允许的前提下，应使管路尽可能短，管件、阀 件应尽可能少，以减少投资，使流体阻力降到最低。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
（二）贮罐的选用
化工原理
• 贮存介质的性质 • 贮存量的大小 • 贮存场地的位置、大小和地基承载能力
二、化工管路
化工管路主要由管子、管件和阀件构成，也包括 一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
1．化工管路的标准化 化工原理 化工管路的标准化是指制订化工管路主要构 件，包括管子、管件、阀件（门）、法兰、垫片 等的结构、尺寸、联接、压力等的标准并实施的 过程。
项目一 化工原理 流体流动及输送
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
任化务工原一理 认知流体输送设备及管路
硫酸铵生产工艺流程图
硫酸铵生产工艺流程图
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
一、贮罐
化工原理
贮罐是一种最典型的化工容器，主要用于贮存气体、 液体、液化气体等介质，如氢气贮罐、石油贮罐、液氨 贮罐等，除贮存作用外，还用作计量。
于4.5m,与铁轨的净距离不得小于6m,通过工厂主要交通干线一 般为5m 。
• （7）一般地,化工管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用
埋地铺设,埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。
• 在布置化工管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保
管路的布置科学、经济、合理、安全。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
贮罐一般由筒体、封头、支座、法兰 及各种开孔 接管组成。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
（一）贮罐类型
化工原理
1．立式圆筒贮罐
立式圆筒贮罐
浮顶贮罐
固定顶贮罐
外浮顶贮罐 内浮顶贮罐
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
2．化卧工原式理圆筒形贮罐
3．球形贮罐
适用于贮存容量较小且需有一定压力的液体 适用于贮存容量较大且压力较高的液体
化工原理
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
• ⑴ 改化工变原理管路方向——弯头。 • 头，俗称为“管箍”；
内接头，俗称为“对丝”；活接头，俗称为“油 任”。
• ⑷ 改变管路的直径——大小头；内外螺纹管接
头，俗称为内外丝或补芯。
直径标准与压力标准是选择管子、管件、阀 件、法兰、垫片等依据，已由国家标准详细规定， 使用时可以参阅有关资料。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
2．管子 化生工产原理中使用的管子按管材不同可分金属管、非金属管和
复合管。 金属管主要有铸铁管、钢管（含合金钢管）和有色金属
管等； 非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
• （3）管路排列时，通常： • 热的化在工上原理，冷的在下； • 无腐蚀的在上，有腐蚀的在下； • 输气的在上，输液的在下； • 不经常检修的在上，经常检修的在下； • 高压的在上，低压的在下； • 保温的在上，不保温的在下； • 金属的在上，非金属的在下； • 在水平方向上，通常使常温管路、大管路、振动大的管
最常见的形式是衬里管，它是为了满足节约成本、强度和防 腐的需要，在一些管子的内层衬以适当的材料，如金属、橡 胶、塑料、搪瓷等而形成的。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
（三）管件
化工原理
大小头
丝堵
盲板
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
• 2、化工管路的安装 化工原理
• （1）化工管路的连接
螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接
• （2）化工管路的热补偿 • （3）化工管路的试压与吹洗 • （4）化工管路的保温与涂色 • （5）化工管路的防静电措施
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
三、输送设备
化工原理
流体输送机械 （提供给流体以足够的能量）
液体输送机械——泵
气体输送机械——机或泵
按照工作原理，流体输送机械可分为以下类型：
类型
动力式
容积式
(正位移 式)
往复式 旋转式
流体作用式
液体输送机械 离心泵、旋涡泵 往复泵、计量泵、隔膜泵 齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
气体输送机械 离心式通风机、鼓风机、压缩
机 往复式压缩机
罗茨鼓风机、液环压缩机
喷射式真空泵
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
任务二 获取流体输送知识
化工原理
一、流体的基本物理量
（一）密度与相对密度
1.密度： m
v
单位：kg/m3
影响因素：
①T：T V
ρ
②p：对液体密度影响不大，对气体密度影响较大，p ρ
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
※ρ的求取 化工原理
（1）液体
路及不经常检修的管路靠近墙或柱子。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
• （4）管子、管件与阀门应尽量采用标准件，以便于安装与维修。 • （5）化对工原于理温度变化较大的管路要采取热补偿措施，有凝液的管
路要安装凝液排出装置，有气体积聚的管路要设置气体排放装置。
• （6）管路通过人行道时高度不得低于2m，通过公路时不得小
① 纯液体查表（查表时注意温度）；
② 根据混合液体混合前后各组分体积不变，利用公式计算。 （ Xw 为各组分的质量分数）
1 xwA xwB xwn
m 1 2
n
——液体混合物密度计算式 化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
化工原理
• （2）应合理安排管路，使管路与墙壁、柱子、场面、其他管路
等之间应有适当的距离，以便于安装、操作、巡查检修。如管路 最突出的部分距墙壁或柱边的净空不小于100mm，距管架支柱 也不应小于100mm，两管路最突出部分间距净空，中压约保持 40～60mm，高压保持约70～90mm，并排管路上安装手轮操 作阀门时，手轮间距约100mm。
• ⑸ 堵塞管路——丝堵和盲板。
注意：选用时必须注意和管子的规格一致。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
化工原理
（四）阀门
截止阀
闸阀
旋塞阀
碟阀
球阀
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
（五）化工管路的布置与安装
化工原理
• 1. 化工管路的布置原则 （1）在工艺条件允许的前提下，应使管路尽可能短，管件、阀 件应尽可能少，以减少投资，使流体阻力降到最低。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
（二）贮罐的选用
化工原理
• 贮存介质的性质 • 贮存量的大小 • 贮存场地的位置、大小和地基承载能力
二、化工管路
化工管路主要由管子、管件和阀件构成，也包括 一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
1．化工管路的标准化 化工原理 化工管路的标准化是指制订化工管路主要构 件，包括管子、管件、阀件（门）、法兰、垫片 等的结构、尺寸、联接、压力等的标准并实施的 过程。
项目一 化工原理 流体流动及输送
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
任化务工原一理 认知流体输送设备及管路
硫酸铵生产工艺流程图
硫酸铵生产工艺流程图
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
一、贮罐
化工原理
贮罐是一种最典型的化工容器，主要用于贮存气体、 液体、液化气体等介质，如氢气贮罐、石油贮罐、液氨 贮罐等，除贮存作用外，还用作计量。
于4.5m,与铁轨的净距离不得小于6m,通过工厂主要交通干线一 般为5m 。
• （7）一般地,化工管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用
埋地铺设,埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。
• 在布置化工管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保
管路的布置科学、经济、合理、安全。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
贮罐一般由筒体、封头、支座、法兰 及各种开孔 接管组成。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
（一）贮罐类型
化工原理
1．立式圆筒贮罐
立式圆筒贮罐
浮顶贮罐
固定顶贮罐
外浮顶贮罐 内浮顶贮罐
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
2．化卧工原式理圆筒形贮罐
3．球形贮罐
适用于贮存容量较小且需有一定压力的液体 适用于贮存容量较大且压力较高的液体
化工原理
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
• ⑴ 改化工变原理管路方向——弯头。 • 头，俗称为“管箍”；
内接头，俗称为“对丝”；活接头，俗称为“油 任”。
• ⑷ 改变管路的直径——大小头；内外螺纹管接
头，俗称为内外丝或补芯。
直径标准与压力标准是选择管子、管件、阀 件、法兰、垫片等依据，已由国家标准详细规定， 使用时可以参阅有关资料。
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
2．管子 化生工产原理中使用的管子按管材不同可分金属管、非金属管和
复合管。 金属管主要有铸铁管、钢管（含合金钢管）和有色金属
管等； 非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管、橡
化工单元操作—流体流动及输化送工单元操作技术
• （3）管路排列时，通常： • 热的化在工上原理，冷的在下； • 无腐蚀的在上，有腐蚀的在下； • 输气的在上，输液的在下； • 不经常检修的在上，经常检修的在下； • 高压的在上，低压的在下； • 保温的在上，不保温的在下； • 金属的在上，非金属的在下； • 在水平方向上，通常使常温管路、大管路、振动大的管