化工流体课程设计报告

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1、化工流体流动作业设计——流体输送系统2010年10月27日设计任务书某工厂用泵将液态混合烷烃从一密闭油罐输送到两个高位槽。已知当地环境温度为20℃，大气压101.3×Pa，重力加速度g为9.81。操作条件下烷烃密度为820，饱和蒸汽压为120kPa，黏度为0.8mPas。两分支管路液体流量V均为10，油罐液面上方压强为液体饱和蒸汽压，高位槽B的表压为176kPa，高位槽C的表压为150kPa。罐槽相对位置如图所示。根据条件设计一套分支管路液体输送系统。目录一、设计过程（一）管道设计1、主管道规格确

2、定2、分支管道规格确定3、孔板流量计设计4、管道特性方程估算（1）管件阀门数据（2）6项因素导致的压头损失（3）管路非动压头值的确定（4）管路特性方程（二）泵的设计1、项目基础数据及相关信息2、泵型号确定及其基础特性参数3、泵工作点确定及其性能参数的校正4、泵的安装高度估算（三）设计结果一览图表二、条件变化对输送系统的影响分析三、设计评述符号说明参考文献一、设计过程（一）管道设计1、主管道规格确定假定液体在主管道内的流速=1.6，已知主管流量，由流量计算式得主管道内径为：==66.5查流体输送用不

3、锈钢无缝钢管规格表（后相关信息用表相同，不再说明表名）选取管道规格。则主管内径，实际流速为：主管雷诺数查某些工业管道的当量绝对粗糙度表得无缝钢管当量绝对粗糙度e=0.2mm，故可得相对粗糙度由此查管流摩擦系数与Re及e/d的关系图（后相关信息用表相同，不再说明表名）得主管摩擦系数为=0.027，可知液体处于湍流区。2、分支管道规格确定对于分支管路，单位质量流体在各支管流动终了时总机械能与能量损失之和相等，以O点为重力势能零点即有：。将O→B即b支路直管长度近似为15m，将O→C即c支管长度近似为9

4、m，由此式代值并变形可得：＋=+=+7.533而，=10，由初步设计图及后面列表可得=6.4+1=7.4（未考虑b管管径突变），=0.75+6.4+1=8.15。为减小因管径突变而导致的能量损失而选择c支管与主管相同的规格，则，m/s，=53320.5，=0.0029，由此查图得=0.028。联立以上各式可得方程组：+=11.295，试差：→→（Re，）531.260.021（68449.5，0.0038）0.0295551.170.03（65958.75,0.0036)0.0293取=55mm，

5、查表得B管道规格为57mm1mm=1.17m/s→（Re，）=（65958.75，0.0036）→=0.02943、孔板流量计设计在主管道和c支管道上分别安装流量计。其中主管为竖直管，故安装符合条件的转子流量计，这里不做分析计算；c支管为水平管，安装带U形管水银压差计的孔板流量计，采用试差迭代法估算孔径大小。孔流系数在0.6—0.7之间为宜，可取=0.62，由得孔面积=/（）==解得孔的直径=25.55mm，Re==53320.5，==0.141由此查图可得=0.609再同样方法将此值迭代第二次计

6、算得=25.77，=0.61与前一结果相比误差很小，故可取孔板流量计直径=25.77mm，其对液体的永久能量损失及对应压头为=）=）=32.185J/kg,=/g=3.28m说明：孔板流量计的安装条件为其上下游管道直管长度至少分别为68cm（10）和34cm（5）。4、管道特性方程估算（1）管件阀门数据由初步设计图分析及查管件和阀件的局部阻力系数值表可得本项目所需阀门管件基础数据如下表所示：名称个数备注标准弯头20.75安泵处算一个弯头标准三通11.5直入旁出闸阀20.17作为泵的切断阀，全开标准

7、截止阀26.4作节流阀，按球心阀全开处理旋启式回止阀12（2）6项因素导致的压头损失前面计算可知=1.53m/s=2，=1.17m/s，故1）由管件阀门引起的压头损失==[（0.172+2+0.75+1.5）+6.4+(6.4+0.75)]/g=0.0296/g（其中=2=2，=u）2）进出口处引起的压头损失=[0.5+1+1]/g=0.0039/g3）直管摩擦阻力引起的压头损失==11/0.0680.027+15/0.0550.0294+9/0.0680.028=0.0292/g4)b支路三通后

8、截面突然缩小引起的压头损失=0.5（1-）/g=0.000296/g5)流量计引起的压头损失将转子流量计引起的压头损失忽略不计（因其阻力很小）。孔板流量计==3.28m6）另外，油罐内压为，可预知泵放置必为“倒灌”，因此引起管道在初图基础上略有变化，可估计管长增加4m，直角弯头增加1个，再加上泵吸入排出口处可能有截面突变，因这些引起的压头损失===6.979（3）管路非动压头确定支管位压头与静压头之和的比较：对于A→C过程：K==12+（150-120+101.3）1000/(9.