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。
贮罐一般由筒体、封头、支座、法兰 及各种
（三）管件
大小头
丝堵
盲板
• ⑴ 改变管路方向——弯头。 • ⑵ 连接支管——“三通”、“四通”。 • ⑶ 连接两段管子——外接头，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。
• ⑸ 堵塞管路——丝堵和盲板。
开孔接管组成。
（一）贮罐类型
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
2．卧式圆筒形贮罐 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
（二）贮罐的选用
• 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
（2）气体 ① 纯气体：查表（查表时注意温度和压强）或利用气态方
程式。
pV m RT M
m pM
V RT
注意方程式中各物理量的单位
p——kPa（要用绝压）;T——K
理想气体在标准状态下的密度： M
22.4
由标准状态下的密度求出其他状态下的密度：
pV RT
pV RT
pm
T
pm
T
则
Tp Tp
机 往复式压缩机
罗茨鼓风机、液环压缩机
喷射式真空泵
任务二 获取流体输送知识
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
※ρ的求取
（1）液体
① 纯液体查表（查表时注意温度）；
②
混合液体利用公式
注意：选用时必须注意和管子的规格一致。
（四）阀门
截止阀
闸阀
旋塞阀
碟阀
球阀
（五）化工管路的布置与安装
• 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。
• （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。
Mm M1y1 M2 y2 32 0.21 28 0.79 28.84
则
m
pM m RT
294 28.84 8.314 353
2.89kg / m3
② 混合气体（三种计算方法）
n
a、m i yi（ yi 为各组分的体积分数或摩尔分数，下同） i 1
※b、m
pM m RT
n
M m Mi yi
i
c、m
Tp Tp
Mm
22.4
n
M m Mi yi
i
例1-2：干空气的组成近似为21%的氧气和79%的氮气（均为体积分
数）。试求压力为294kPa、温度为80℃时空气的密度。 解： T 80 273 353K
• （3）管路排列时，通常使热的在上，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、振动大的管路及 不经常检修的管路靠近墙或柱子。
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。
1．化工管路的标准化
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。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。
• （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）对于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 。
1
m
n i
i1 i
（i
为各组分的质分数）
（根据混合前后体积不变）计算。
例1-1：已知20℃正戊烷和正辛烷的密度分别为626kg/m3
和703kg/m3。试求正戊烷含量为70%（质量分数）的正戊
烷-正辛烷溶液的密度。
解：
1 1 2 0.7 0.3 1.54103 m 1 2 626 703 m 647kg / m3