1流体输送管道储罐压力真空自动控制解析

内都是沿着与管轴平行的方向作直线运动，各层之间没有质点的迁移。
当开大阀门使水流速逐渐增大到一定数值时，有色细流便出现波动而成波
浪形细线，并且不规则地波动；
速度再增，细线的波动加剧，整个玻璃管中的水呈现均匀的颜色。显然，
此时流体的流动状况已发生了显著地变化。
2、雷诺数与流动型态的判定 （１）雷诺数及其讨论
优点：拆装方便 密封性能比较好
缺点：可靠性没有法兰连接好。
3.承插连接
承插连接适用于铸铁管、陶瓷管和水泥管。它是将管子的小 端插在另一根管子大端的插套内，然后在连接处的环隙内填入麻
绳、水泥或沥青等起密封作用的物质。
优点：安装比较方便，允许两个管段的中心线有少许偏差。 缺点：难以拆卸，耐压不高，主要用于埋在地下的给、排 水管道中。
水煤气管 不表示外径 φ外径×壁厚
内径 = 外径 － 2 ×壁厚 注意：如不加说明，单位都认为mm。
离心泵
离心泵是应用最广泛的液体输送机械，因此以下我们将重点介绍离
心泵的结构和工作原理，以便更好的理解其它类型的化工泵。 离心泵之所以能够被广泛的采用，因其具有以下的优点：①结构简
单，操作容易，便于调节和自控；②流量均匀，效率较高；③流量和
扬程的适用范围较广；④适用于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体。
一、离心泵的工作原理
1—叶轮；2—泵壳；3—泵轴 ；4—吸入 口；5—吸入管路；6—底阀；7—滤网； 8—排出口； 9—排出管路；10—调节阀
离心泵的装置简图如图 所示，它的基本部件是旋转的 叶轮和固定的泵壳。具有若干 弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内 并紧固于泵轴上，泵轴可由电 动机带动旋转。泵壳中央的吸 入口和吸入管路相连，在吸入 管路底部装有底阀。泵壳旁侧 的排出口与排出管路相连接， 其上装有调节阀。
2）稳定流动的连续性方程
由物料衡算推导出连续性方程
W = u1A1ρ 1= u2A2ρ
2
对于不可压缩的流体，即:ρ ＝常数，可得到
u1A1= u2A2
对于在圆管内作稳态流动的不可压缩流体：
u1 u2
( )
d2 d1
2
（2）根据管子规格园整 ① 管子规格 通常表示方法有两种： 公称直径（英寸）Dg 铸铁管，水煤气管规格常用公称直径或英寸表示。Biblioteka Baidu铸铁管 公称直径表示内径，如Dg 100； 公称直径（或为 Ø 英寸）既不表示内径，也
二、管路的连接方式
管路的连接包括管子与管子、管子与各种管件、阀门以及设 备接口处的连接。目前，工程上常用的是以下几种连接方式：
1 .法兰连接
法兰连接是工程上最常用的一种连接方式。法兰与钢管通过 螺纹或焊接在一起，铸铁管的法兰则与管身铸为一体。法兰与法
兰之间装上密封垫片。比较常用的垫片材料有石棉板、橡胶或软
离心泵的主要部件
叶轮
其作用为将原动机的能量直接传给液体，以提高液体的静压能与
动能（主要为静压能）。 泵壳 具有汇集液体和能量转化双重功能。 其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的
轴封装置
低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。
粘度μ
1.概念： 粘度－表示流体流动性能的物理量。 任何流体都有粘性，粘性只有在流体运动 时才会表现出来。
（２）流动型态的判定
根据Re雷诺准数数值来分析判断流型。对直管内的流动而言： 当Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区； 当Re≥4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区； 当 2000< Re <4000 时，流动可能是层流，也可能是 湍流，与外界干扰有关，该区称为不稳定的过渡区。
Re的大小不仅是作为层流与湍流的判据，而且在很多地方都 要用到它。不过使用时要注意单位统一。另外，还要注意d， 有时是直径，有时是别的特征长度。
金属片等。 优点：拆装方便，密封可靠， 适用的温度、压力、管径范围
大。
缺点：价格稍高。
2.螺纹连接
螺纹连接是借助于一个带有螺纹的“活管接”将两根管路连
接起来的一种连接方式。主要用于管径较小（<65mm）、压力也
不大（<10MPa）的有缝钢管（水煤气管）。螺纹连接是先在管的 连接端绞出外螺纹丝口，然后用管件“活管接”将其连接，如图 所示。为了保证连接处的密封，通常在螺纹连接处缠以涂有油漆 的麻丝、聚四氟乙烯薄膜（俗称生料带）等。
层流（或滞流、粘流） 管内层 ( 滞 ) 流时，流体质点沿管轴作有规则的平行运动， 而无直径方向上的径向运动，即各质点互不碰撞，互不混合。 流体可以看作是无数同心圆筒薄层一层套一层作同向平行 运动。
湍流（或紊流）
总体轴向流动+径向随机波动。 质点作 不规则的杂乱运动，并相互 碰撞，产生大大小小的旋涡。 化工单元操作中的流动大多 数为湍流。 过渡流： 当流体的流动型态介于 层流及湍流之间时，流体的 流动型态可是层流也可能是 湍流，受流体流动干扰的控 制，习惯称为过渡流。
单元操作的分类：
流 体 输 送 沉 降 过 滤 离 心 分 离 搅 拌 固体流态化 加 冷 蒸 蒸 吸 吸 萃 干 结 膜 热 却 发 馏 收 附 取 燥 晶 离
动量传递
热量传递
化工传递过程
质量传递
分
化工管路基础
一、管子与管件
1.化工生产中常用的管子类型
钢管 化工管材 铸铁管
水煤气管 无缝钢管
有色金属管 非金属管
表压却不同 2)有时用mmHg表示真空度 3) 如用表压，真空度表示压强，必须要说
明；如不特别说明一般认为是绝对压强。
在物理单位制中,粘度的单位为:
换算关系:
1Pa 10 P 1000 cP
3、粘度与温度的关系
液体：μ＝f（t），与压强p无关，温度t↑， μ ↓。水（20℃）， μ
＝1.005cP；油的粘度可达几十、到几百Cp。 气体：压强变化时,液体的粘度基本不变；气体的粘度随压强增加 而增加得很少 , 在一般工程计算中可予以忽略 , 只有在极高或极低 的压强下, 才需考虑压强对气体粘度的影响。 p<40atm时μ＝f（t） 与p无关，温度t↑，μ↑ 理想流体（实际不存在） ，流体无粘性μ ＝0 4、粘度数值的查取 粘度是流体物理性质之一,其值由实验测定。 某些常用流体的粘度,可以从本教材附录或有关手册中查得。
表压、绝压、真空度 绝对压强 以绝对零压作起点计算的压强，是流体的真实压强。
表压强 压强表上的读数，表示被测流体的绝对压强比大气压强高出
的数值，即: 表压强＝绝对压强－大气压强 真空度 真空表上的读数，表示被测流体的绝对压强低于大气压强的数 值，即: 真空度＝大气压强－绝对压强
注意:
1) 由于各地大气压不同，故会有总压相同，但
雷诺演示实验与流体的流动型态
1、雷诺实验与流体的流动型态
为了直接观察流体 流动时内部质点的运动 情况及各种因素对流动 状况的影响 , 可安排如 右图所示的实验。这个 实验称为雷诺实验。
雷诺实验装置 1-小瓶；2-细管；3-水箱； 4-水平玻璃管；5-阀门；6-溢 流装置
实验现象：
流速小时，有色流体在管内沿轴线方向成一条直线。表明，水的质点在管
4. 焊接
焊接是比上述方法都更为经济、方便，而且更严密的一种连 接方式。煤气管和各种压力管路（蒸汽、压缩空气、真空）以及
输送物料的管路都应当尽量采用焊接。但是它只能用在不需拆卸
的场合。为了检修的方便，绝不能把全部管路都采用焊接。
另外，在实验室和化工厂中，在压力不是很高的情况下，有 的地方还可以用软连接，即用塑料等材料制成的软管将两金属硬 管连接。连接处用包箍密封。
平板间液体速度分布图
内摩擦力－运动着的流体内部相邻两流体层间由于分子运动而产生的 相互作用力。
流体在流动时的内摩擦,是流动阻力产生的依据,流体动时必须克 服内摩擦力而作功,从而将流体的一部分机械能转变为热而损失掉。
2、粘度的单位
在SI中, 粘度的单位为:
kg Pa s ( ) ms
P(泊)或cP(厘泊)
管材的选用通常是根据物料的性质（腐蚀性、易燃性、易爆性等） 以及操作条件（温度、压力等）。
2、常用管件
管件：管与管的连接部件。 弯头 作用：
改变管道方向(弯头);
连接支管(三通); 改变管径(变形管); 堵塞管道(管堵)。 三通 变形管
螺旋接头
卡箍接头
化工管路的涂色 在化工及化工生产车间，管路交错，密如蛛网，为了使操 作者便于区别各种类型的管路，必须在管路的保护层或保 温层表面涂上不同的颜色。工厂里管路上的涂色方法有两 种：一是单色，另一种是在底色上添加色圈(通常每隔2m 有一个包围，其宽度为50～lOOmm)。 在化工厂常见管路的颜色为： 饱和蒸气管 红色 压缩空气管 深蓝 氧气管 天兰 氨气管 黄色 氮气管 黑色 真空管 白色 给排水管 绿色
单元操作：化工生产过程的共有操作；只改变物料的物 理性质（T、P等）的物理操作过程；某些单元操作作用 于不同的化工产品生产过程时，其基本原理并无不同， 而且进行该操作的设备往往也时通用的。
根据各单元操作所遵循的基本规律，可将单元操作划分 为三大类，即： 动量传递过程 流体输送，沉降，过滤，固体流态化等 热量传递过程 加热，冷却，冷凝，蒸发等 物质传递过程 离等 蒸馏，吸收，萃取，结晶，干燥，膜分
离心泵的气缚现象
注意：离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体，则泵壳内存有空 气，而空气的密度又远小于液体的密度，故产生的离心力很小，因而叶
轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内，此时虽启动离心
泵，也不能输送液体，此种现象称为气缚现象，表明离心泵无自吸能力。 因此，离心泵在启动前必须灌泵。