流体流动与输送8

图1-5 玻璃液位计
3.远距离测量液面（所测气体与槽内液体不溶） 4.液封高度确定
h p 示R
要保证乙炔发生炉内压力维持在10kPa，确定水封高度h； 压力超过10kPa气体就从水封管排出
h p 示R
1.2 流体动力学
一、流量与流速
流量----单位时间流过管路任意截面的流体量，包括： 体积流量（用符号 qV 表示，单位m3/s或m3/h ） 质量流量（用符号 qm 表示，单位kg/s或kg/h）
压面。 四、流体静力学方程应用 1.测量压力或压差
pA pB
p1 p2 指Rg
系统压力高于大气压
系统压力低于大气压
测量表压
测量真空度
流体静力学方程 2. 测量液位 要了解容器内液面或控制一定液面，都
需要进行液位测量。
相连通的静止液体内部，同 一水平面处压强相等 即：内部连通的静止液体， 其液位相等
为解决流体输送过程中遇到的问题，必须了解 流体流动的基本规律，处于静止状态的液体，流 速为零，这是流体流动最简单情况。
流体密度为 ，静止流体内部某处压强 p2 为：
p2 p0 hg
p 其中 0 ------液面上方压强
h ------液体内部某处距离液面的高度
• 流体静力学基本结论
1.静止液体内部压强与液体密度和深度有关 2.静止液体内部压强与液体上方压强p0有关 3.静止液体内部相连通的同一水平面处压强相等，称等
高分子化工
由小分子物质合成大分子量有机物（聚合物，如：三大合成材料 等）的工业。
化工产品生产过程
核心
反应控制
原 料
预处理
反应
产 分离 粗产品 精制 品
化工工艺 学
分离技术
三废处理
化工产品生产过程一般包括：
1.原料预处理 2.化学反应（选用合适反应器、确定最佳操作条件、 使反应向预期的方向进行） 3.产物分离与精制 • 除化学反应外，原料预处理和产物提纯可归纳为若干 种基本的物理过程，如流体流动与输送、传热、蒸发、 精馏、结晶、吸收、过滤等多种单元操作。
F ------ 为流体垂直作用于A面积上的力， N
p ------- 作用在该表面 上的压力，N/m2，即Pa
压强的单位
国际单位（SI制）N/m2，称帕斯卡，代号Pa 0.1MPa = 100 kPa ≈ 1atm
其它单位：大气压（代号atm） 毫米汞柱（mmHg） 米水柱 （mH2O）
m 表达式为
V
国际单位（SI制） kg/m3
2）相对密度
d t
为流体密度与4℃时水的密度之比，习惯称比重 。 4
水
相对密度无单位 ρ—流体在t时的密度 ρ —水在4℃时的密度，为1000kg/m3
• 液体密度 不可压缩流体，压力变化对其影响不大，可用比重 计测定。
• 气体密度（与温度、压力密切相关）
前言
• 流体流动是化工生产的最基本单元操作。 • 流体流动其它单元操作的基础。 • 流体流动应用：
压力测量 液位测量 流量测量 流体输送设备选型
第一章. 流体流动与输送
流体静力学 流体动力学 流体的阻力 管道布置 流体输送及设备
1.1 流体静力学
一、流体
指具有流动性的物体，包括液体和气体。 流体的分类：不可压缩流体----液体
低压气体可用公式计算： pM
RT
气体密度与温度、压力有关，温度越高、压力越低，密度 越小
同温同压下，分子量M越大，气体密度越大。如氯气密度高 于氮气、空气。
2．压强（压力）
定义：流体垂直作用于单位面积上的力，简称压
p 强（习惯称压力）。用 符号表示
p F A
A ------面积， m2
单位换算：1atm=760mmHg=101.3kPa=10.33mH2O
压力的表达方式
精馏原理
在生产中压力有三种方式：绝压、表压和真空度。
①绝对压强（绝压）----指流体的真实压强，非仪表读数。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
相对压强----以当地大气压为基准测得，即：生产中所 用压力仪表显示的数值
②表压----若所测设备内压力高于大气压。所用仪表称压 力表，仪表读数为表压。
化工原理
学习内容： 化工生产中常用单元操作（流体流动、
传热、精馏等）原理、设备结构及简单计算。
“三传一反” 动量传递（流体流动、过滤等） 热量传递（传热---推动力：温度差） 质量传递（传质—精馏、萃取等,推动力：浓度差） 化学反应过程
化工单元操作
第一章 流体流动与输送 第二章 传热 第三章 精馏 第四章 萃取（抽提） 第五章 吸收与解吸
可压缩流体------气体 化工生产中所处理的原料及产品，大多是流体。 生产时，往往把流体依次输送到各设备内，进行化 学反应或物理变化等，故动力消耗及设备的投资都 与流体的流动状态密切相关。 流体流动与输送是化工生产中的一个基本单元操作
二、流体主要物理量
1. 流体密度与相对密度
1) 密度----单位体积流体所具有的质量。
化工原理
化学工业----生产化学品的工业
化学工业分类
无机化工 酸、碱、盐、化肥、电化学等工业。
基本有机化工-----是基础
以石油、煤、天然气等为基础原料，经化学加工生产各种有机产 品（如烃、醇、醛、酮、羧酸、酯等）的工业。
精细化工-----包括化学制药
经深加工得小批量、多品种、具有特定功能高附加值的化学品 （表面活性剂、化妆品、涂料、食品添加剂等）的工业。
大
B
气
压
图1-1 绝对压强、表压和真空度的关系
绝压的计算公式： 绝压 = 大气压 + 表压 绝压 = 大气压—真空度
计算 1.某反应器测得表压是8atm，外界压力为1atm。绝压？ 2.兰州石化某精馏塔塔顶真空度为620mmHg,当地大气压
为85.3kPa，绝压？（2.7kPa）
三、 流体静力学方程
•
表压 = 绝对压强 － 大气压强
③真空度 当被测流体的压力小于大气压时，所用测压表 称真空表，仪表读数称为真空度。即
• 真空度 = 大气压强 － 绝对压强 真空度数值越大，绝压越小。
由压力表或真空表上得出的读数必须根据当时、当地的 大气压强进行校正，才能得到测点的绝对压强。
高
于 大
A
气
压
低
于
质量流量与体积流量的关系为：
qm qV
流速 ----单位时间内流体在流动方向流过的距离。 工程上多用平均流速u表示，m/s。