石油天然气节能基础知识 课件

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1、主要内容　　一、热工基础知识　　二、节能基本概念　　三、节能发展动态　　一、热工基础知识　　（一）流体力学　　1.流体的物理性质　　（1）密度、重度和相对密度 　　　　（2）粘性　　流体内部质点间或流层间因相对运动而产生内摩擦力（内力/粘性力）以反抗相对运动的性质　　　　　温度是影响粘度的主要因素：当温度升高时，液体的粘度减小，气体的粘度增大。 　　（3）压缩性 　　温度一定时，作用在流体上的压力变化引起流体的体积或密度变化的现象称为流体的压缩性。　　可压缩流体：密度随压强变化不能忽略的流体。 　　

2、不可压缩流体：密度随压强变化很小，密度可视为常数的流体。　　注意：　　·严格地说，不存在完全不可压缩的流体。 　　·一般情况下的液体都可视为不可压缩流体（水击时除外）。 　　·当气体所受压强变化相对较小时，可视为不可压缩流体。　　2.流体静力学 　　（1）流体静力学基本方程 　　　　结论：　　·仅在重力作用下，静止流体中某点的压力等于表面压力加上流体的重度与该点淹没深度的乘积。　　·仅在重力作用下，静止流体中某点的压力（压强）随深度线性增大。 　　·自由表面下深度h相等的各点压强均相等。 　　或 　

3、　　　·位置水头z（m）：任一点在基准面0-0以上的位置高度，表示单位重量流体从某一基准面算起所具有的位置势能，简称位能。 　　·测压管高度P/ρg（m）：表示单位重量流体从压强为大气压算起所具有的压强势能，简称压能（压强水头）。 　　·测压管水头（z+P/ρg）（m）：单位重量流体的总势能。 　　（2）压力（压强）的量度　　从不同的基准算起有不同的表示方法　　　　　　（4）测压计　　·测压管　　是以液柱高度为表征测量点压强的连通管。一端与被测点容器壁的孔口相连，另一端直接和大气相通的直管。 　　　

4、　适用范围：用于测定管道或容器中压力，通常被测点压力较大。 　　·压力表　　适用范围：用于测定较大压力。是管路系统最常用的测压仪表。 　　　　2.流体动力学　　（1）流量 　　单位时间内流过管道过流断面（横截面）的流体量称为流量。流量可以用体积、重量和质量来表示，分别称为体积流量、重量流量和质量流量，单位分别为：m3/s、N/s和kg/s。　　平均流速：过流断面的平均流速是一种假想的流速。以平均流速流过过流断面的流量与以实际流速流过的流量相等。　　　　方程说明，在不可压缩流体定常流动过程中，各过流断

5、面的体积流量相等，过流断面大，流速小；而过流断面小则流速大。　　在流体力学的研究中，把流体看作是连续介质，即使是在运动流体内部，流体质点也是连续充满所占据的空间，彼此间不会出现空隙。流体的这种性质称为连续性，用数学形式表达出来就是连续性方程。它是物质不灭定律在流体力学中的具体表现。连续性方程实质上是质量守恒方程。　　（3）伯努利方程　　理想流体（无粘性）　　　　　　伯努利方程表明：对于重力作用下的理想流体恒定流动，位置水头、测压管水头和速度水头之和（称为总水头）为一常数。管道中各截面压力随速度变化而

6、变化，速度增大，压力下降。　　物理意义　　伯努利方程的每一项表示单位重量流体具有的能量。　　z—单位重量流体对其基准面具有的位置势能；　　　　位能、压力能和动能既然是一种能量，就可以相互转换，流速增大，压力将减小；反之，动能亦可转换为压力能。对于理想流体定常流动，三项之和为一常数，表示任意一个流体质点运动过程中的位能、压力能和动能之和保持不变。因此，对于理想流体，伯努利方程又是流体力学中的能量守恒定律。　　实际中所有的流体都是有粘性的，在流动的过程中由于粘性要产生能量损失，使流体的机械能降低。因此在

7、实际流体的流动中，单位重量流体所具有的机械能在流动过程中不能维持不变，而是要沿着流动方向逐渐减小。两个截面之间机械能的差值为阻力损失。　　　　（4）节流式流量计　　原理：当管路中的流体流经节流装置时，在收缩断面处流速增加，压力下降，使得节流装置前后产生压差，可通过测量压差来计算流量。　　　　工业上常见的节流式流量计有：孔板、文丘里、喷嘴。　　（5）泵的扬程、功率和效率　　当管路与泵连接时，泵将机械能传递给液体，使液体能量增加。　　泵的扬程：单位重量液体所增加的机械能，同时也是泵对单位重量液体所作的功

8、。用H表示，是一个液柱高度。　　　　泵的扬程除了克服前后断面的位置水头差之外，还要克服全管路的水头损失。　　泵的有效功率：N泵，泵在单位时间内通过的液体所做的功，即泵的输出功率N泵=pgQH　　泵的轴功率：N轴，即电动机的输出功率，泵的输入功率　　　　在管道工程设计计算中，需要通过水力计算，确定全管路的水头损失，进而确定与管道匹配的泵（包括泵的流量、扬程、功率等）　　（二）热力学　　1.热力学系统和状态方程　　（1）热力学系统 　　系统：人为确定的研究对象　　外界：系