[图文]化工基础课第三章 流体流动及流体输送设备

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流体流动与输送(课件)

流体流动与输送(课件)

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流体流动与输送(课 件)
目 录
• 流体流动基础 • 流体动力学 • 流体输送设备 • 流体输送工艺 • 流体流动与输送的优化设计
01
流体流动基础
流体的定义与分类
总结词
流体的定义与分类
详细描述
流体是指在受外力作用下,能够流动的物质。根据流体是否具有粘性,可以将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。 牛顿流体是指在剪切力作用下,其剪切应力与剪切速率成正比的流体,如水和空气等;非牛顿流体是指在剪切力 作用下,其剪切应力与剪切速率不成正比的流体,如高分子溶液、悬浮液等。

流体流动的能量损失
流动损失的原因
介绍了流体在流动过程中由于摩擦和局部阻力所造成的能量损失 。
流动损失的计算
提供了计算流体流动损失的方法和公式。
减小流动损失的措施
介绍了一些减小流体流动损失的措施和技术,如减小流道粗糙度 、采用减阻剂等。
03
流体输送设备

离心泵
利用离心力使流体获得 能量,从而克服管道阻 力,实现液体的输送。
重力输送
利用重力将粉体从一个地方输送到 另一个地方,常用于高度落差较大 的情况。
05
流体流动与输送的优化设 计
流体流动与输送的能效优化
01
02
03
节能设计
通过优化流体输送管道的 结构和材料,降低流体输 送过程中的阻力,减少能 量损失,提高能效。
高效泵送技术
采用高效、低能耗的泵送 设备,提高流体输送的效 率,降低运行成本。
管道输送
通过管道将液体从一个地方输 送到另一个地方,具有输送效

化工单元操作模块一 流体流动及输送

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。

化工基础第3章流体流动过程及流体输送设备

化工基础第3章流体流动过程及流体输送设备

τ=F/A=μ(Δu/Δy)
当流体在管内流动时,径向速度的变化并不是 直线关系,而是曲线关系,则有: τ =μ(du/dy) du/dy——速度梯度,即在与流动方向相垂直的y方 向上流体速度的变化率 μ——比例系数,亦称为粘性系数,简称粘度。 凡符合牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体, 所有气体和大多数液体都属于牛顿型流体。 液体的粘度随着温度的升高而减小,气体的粘 度随着温度的升高而增加。 压力变化时,液体的粘度基本上不变,气体的 粘度随压力的增加而增加得很少。
意义:剪应力的大小与速度梯度成正比。 描述了任意两层流体间剪应力大小的关系。 物理意义:
du dy
— 动力粘度,简称粘度
平板间的流体剪应力与速度梯度
[μ]=[τ/(du/dy)]=(N· m-2)/(m· s-1· m-1)=N· s· m-2=Pa· s
1 P=100cP(厘泊)=10-1Pa· s 流体的粘度还用粘度 μ与密度ρ的比值来表示,称为 运动粘度,以v表示之: v =μ/ρ
压力有两种表达方式。一是以绝对零压为起点 而计量的压力;另一是以大气压力为基准而计量的 压力,当被测容器的压力高于大气压时,所测压力
称为表压,当测容器的压力低于大气压时,所测压
力称为真空度。
两种表达压力间的换
算关系为 表压=绝对压力-大气压力 真空度=大气压力-绝对压力
用图3—1来表示其关系
流体压力的重要特性: ① 流体压力处处与它的作用面垂直,并且总是 指向流体的作用面 ② 流体中任一点压力的大小与所选定的作用面 在空间的方位无关
单位为m2· s-1
1st—100 cst(厘沲)=10-4m2· s-1
在工业上常常遇到各种流体的混合物。 对于低压气体混合物的粘度,可采用下式进行计

流体流动与输送技术—认识流体输送过程(化工原理课件)

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 流体输送机械 课件

化工原理 流体输送机械 课件

液体密度对特性曲线的影响
离心泵的流量等于叶轮周边 出口截面积与液体在周边处 的径向速度之乘积。
qV 2 r2b2c2r
所以,泵的流量与密度无关。
离心力 物质的质量 为单位体积液体的质量 离心力 液体在离心力作用下,从低压p1变为高压p 2而排出 2 -p1) (p p2 -p1 p -p 与 无关,由于H 2 1 ,所以H与 无关。 g g
流体输送机械Βιβλιοθήκη 烟气脱硫流程概 述
生产过程中的流体输送一般有以下几种情况: 低压 低处 近处 高压 高处 远处 流体物性不同 操作条件各异
对于这些情况,都必须通过向流体提供机械能的方法 来实现。向流体提供机械能的设备称为流体输送机械。
概 述
流体输送设备分类:
按流体类型
输送液体—泵(pumps) 输送气体—通风机、鼓风机、压缩机、真 空泵
qV n qV ' n ' n 2 n 2 2 n' 2 2 ( ) H ' A B( ) qV ' H ' A( ) BqV ' n' n' n H n 2 ( ) H ' n'
4、离心泵的并联操作
H
H并 =H
' 单
管路特性曲线
C A
B
H单
泵性能实验装置示意图
讨论:
(1)H~qV线: qV↑, H↓
(2)P~qV线: qV↑, P↑ qV = 0→P=Pmin 所以,离心泵启动 时,关闭出口阀。 (3)η~qV线: qV↑,η先↑后↓ η最高点:泵的设计工况点。 注意:实际生产中,泵不可能正好在设计工况下运 转,一般取最高效率以下7%范围内为高效区。

化工原理流体流动与输送机械精品PPT课件

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。
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学

化工原理流体流动与输送机械PPT课件

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。
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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
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:

化工原理课件流动传输

化工原理课件流动传输
往复泵性能实验
研究往复泵在不同工况下的性能参数,并分析其 与离心泵的差异。
通风机性能实验
通过通风机性能实验,了解通风机的性能参数和 实际应用。
流体阻力实验
直管阻力实验
测量流体在直管中的阻力损失,研究流速、管径和流体性质对阻 力的影响。
局部阻力实验
研究不同形状的管件对流体阻力的影响,如阀门、弯头和三通等。
式等。
回转式压缩机
利用转子在气缸内回转来压缩 气体,包括滑片式、螺杆式和
罗茨式等。
离心式压缩机
利用高速旋转的叶轮使气体获 得动能,然后通过扩压器将动
能转化为压力能。
特殊类型压缩机
如轴流式、喷射式和组合式等 。
04
管路计算与流体阻力
管路计算
确定管路的长度和连接方式
确定管路中流体的流速和流 量
计算管路的直径和流通截面 积
03
流体输送机械
泵的类型与特性
叶片泵
利用旋转的叶轮将能量传递给流体, 使流体获得压力能和动能。包括离 心泵、混流泵和轴流泵等。
容积泵
通过改变泵内工作容积的形状和 大小,将能量传递给流体。包括 往复泵、齿轮泵、螺杆泵等。
流体动力泵
利用流体的能量来输送流体, 如水锤泵和气升泵等。
特殊类型泵
如计量泵、喷射泵和磁力泵等 。
管道直径的选择
01
根据流量和流速确定管道直径
02
根据流体阻力计算结果修正管道直径
考虑管道的经济性及安装空间等因素,最终确定管道直径
03
05
流体输送过程分析
流体输送过程中的压力变化
01
压力是流体输送过程中的重要参数,它决定了流体的流动状 态和输送能力。
02

化工基础3.5-流体输送设备

化工基础3.5-流体输送设备
注意:测定条件一般是20℃清水,转速固定
18
1) qv—He曲线:表示泵的扬程与流量的关系,离心泵的扬 程普遍是随流量的增大而下降(流量很小时可能有例外) 2) qv ~Ne曲线:表示泵的功率与流量的关系,离心泵的 功率随流量的增加而上升,流量为零时功率最小。
离心泵启动时,应关闭出口阀,使启动电流最小,以保 护电机。 3) qv ~η曲线:表示泵的效率与流量的关系,随着流量 的增大,泵的效率将上升并达到一个最大值,以后流量再 增大,效率便下降。
有效功率可表达为 Ne qVgHe
16
④效率
离心泵输送液体时,通过电机的叶轮将电机的能量传给液 体。在这个过程中,不可避免的会有能量损失,也就是说泵 轴转动所做的功不能全部都为液体所获得,通常用效率η来 反映能量损失。泵的效率与泵的大小、类型、制造精密程度 和所输送液体的性质有关
Ne /Na
17
(3)离心泵ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ特性曲线
30
离心泵的允许安装高度
HgHs"u12 hf 2g
安装泵时,为保险计,实际安装高度比允许安装高度还要 小0.5至1米。(如考虑到操作中被输送流体的温度可能会升 高;或由贮槽液面降低而引起的实际安装高度的升高)。
31
离心泵的选择
1)选择泵的类型:首先根据被输送液体的性质和操作条件 确定泵的类型。 2)选择泵的型号:用柏努利方程计算出在最大流量下管路 所需压头。按已确定的流量和压头从泵样本或产品目录中 选出适合的型号。
化工基础3.5-流体输送设备
流体输送设备分类
按输送的介质分类: 液体——泵 气体——风机、压缩机
按工作原理分类: 离心式 正位移式(容积式):往复式、旋转式 其它(如喷射式)
4

化工基础课第三章 流体流动及流体输送设备

化工基础课第三章 流体流动及流体输送设备
为 1.5m,管路阻力损失可按 hf = 5.5u2
计算(不包括导管出口的局部阻力),溶 液密度为 1100kg/m3。
试计算:送液量每小时为 3m3 时,容器 B 内应保持的真空度。
pa
1
22
p真
抽真空
1.5m
B
1
A
解:取容器A的液面1-1截面为基准面,导液管出口为2-2截面, 在该两截面间列柏努利方程,有
z2 g
u22 2
5.5u22
1.5 9.81 6.01.182 1100 2.54104 Pa
ZYNC 化学系
3.3流体压力和流量的测量
1.流体压力的测量---U形管压力计 2.流体流量的测量---孔板流量计、文丘里流量计、
转子流量计
ZYNC 化学系
1.流体压力的测量---U形管压力计
ZYNC 化学系
⑴ 粘度μ的物理意义:
y
设有上、下两块平行放置、 面积很大、相距很近的夹板,板 间充满流体,下板固定,以一推 动力F推动上平板以u恒速运动。
y y
经实验证明,此时: 引入比例系数μ,有:
F u A y
F u A
y
ZYNC 化学系
⑵ 粘度 : 单位:Pa·s,泊P:g·cm-1·s-1
量,其原理与孔板流量计相同。
结构:采取渐缩后渐扩的流道,避免使流体出现边界层分离而
产生旋涡,因此阻力损失较小。
qv u0S0 cvS0
2gR(i )
ZYNC 化学系
文丘里流量计
ZYNC 化学系
⑶ 转子流量计 原理:
流体出口
转子上下截面由于压差(p1-p2)所形成的
向上推力与转子的重力相平衡。稳定位置与流
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