化工单元操作绪论

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1、化工单元操作绪论1、化工生产过程2、化工单元操作流体的输送传热蒸馏吸收蒸发结晶萃取过滤…单元操作连续操作间歇操作3、本门课程的性质、内容和任务用工程观点观察问题、分析问题、处理问题树立创新意识、安全生产意识、质量意识和环境保护意识4、本门课程解决问题的主要方法（1）、物料衡算质量守衡定律（2）、能量衡算能量守衡定律（4）过程速率5、单位的正确使用（3）平衡关系理论公式→单位一致经验公式→指定单位工作任务：（1）化工管路的基本构成；（2）流体输送原理；（3）管路的布置与安装（4）管路的基本拆装技术（5）化工管路的故障诊断一

2、：管路输送技术一、管路的分类类型结构简单管路单一管路单一管路是指直径不变、无分支的管路串联管路虽无分支但管径多变的管路复杂管路分支管路流体由总管分流到几个分支，各分支出口不同并联管路并联管路中，分支最终又汇合到总管简单管路复杂管路二、管路的基本构成管路是由管子、管件和阀门等按一定的排列方式构成，也包括一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。（一）化工管材种类及名称金属管钢管有缝钢管无缝钢管铸铁管有色金属管铜管与黄铜管铅管铝管非金属管陶瓷管、水泥管、玻璃管塑料管和橡胶管等（二）管件管件是用来连接管子以达到延长管路、改变管路

3、方向或直径、分支、合流或封闭管路的附件的总称。用以改变流向：90º弯头、45º弯头、180º回弯头等；用以堵截管路：管帽、丝堵(堵头)、盲板等；用以连接支管：三通、四通，有时三通也用来改变流向，多余的一个通道接头用管帽或盲板封上，在需要时打开再连接一条分支管；用以改变管径：异径管、内外螺纹接头(补芯)等；用以延长管路：管箍(束节)、螺纹短节、活接头、法兰等。法兰多用于焊接连接管路，而活接头多用于螺纹连接管路。180º回弯管三通四通异径管90º弯头法兰卡箍活接头管帽45º弯头（三）阀门阀门是用来启闭和调节流量及控制安全的部

4、件。通过阀门可以调节流量、系统压力、及流动方向，闸阀截止阀止回阀球阀旋塞阀全启式安全阀流体流动的基础知识一、连续性方程1．稳定流动系统若流动系统中各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化，则称为稳定流动。若流动系统中各物理量的大小不仅随位置变化、而且随时间变化，则称为不稳定流动。工业生产中的连续操作过程，如生产条件控制正常，则流体流动多属于稳定流动。连续操作的开车、停车过程及间歇操作过程属于不稳定流动。本章所讨论的流体流动为稳定流动过程2．连续性方程稳定流动系统，流体充满管道，连续不断地从截面1流入，从截面2流出,以单位

5、时间为衡算基准，依质量守恒定律，进入截面1的流体质量流量与流出截面2的流体质量流量相等。qm1=qm2(1)式中qm——流体的质量流量，指单位时间内流经管道有效截面积的流体质量，kg/s；u——流体在管道任一截面的平均流速，m/s；A——管道的有效截面积，m2；ρ——流体的密度，kg/m3。因为qm=uAρ故qm=u1A1ρ1=u2A2ρ2(2)若将上式推广到管路上任何一个截面，即qm=uAρ=常数(3)上式表示在稳定流动系统中，流体流经管道各截面的质量流量恒为常量，但各截面的流体流速则随管道截面积和流体密度的不同而变化

6、。若流体为不可压缩流体，即ρ=常数，则qv=uA=常数(4)式中qv——流体的体积流量，指单位时间内流经管道有效截面积的流体体积，m3/s；上式说明不可压缩流体不仅流经各截面的质量流量相等，而且它们的体积流量也相等。而且管道截面积A与流体流速u成反比，截面积越小，流速越大。若不可压缩流体在圆管内流动，因，则(5)上式说明不可压缩流体在管道内的流速u与管道内径的平方d2成反比。式（1）至式（5）称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程。连续性方程反映了在稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上流速的变化规律。二、柏努利方程在化

7、工生产中，解决流体输送问题的基本依据是柏努力方程，因此柏努力方程及其应用极为重要。根据对稳定流动系统能量衡算，即可得到柏努力方程。（一）流动系统的能量1．流体所具有的能量——机械能(1)位能位能是流体处于重力场中而具有的能量。单位质量流体的位能则为gz（J/kg）。位能是相对值，计算须规定一个基准水平面。(2)动能动能是流体具有一定速度流动而具有的能量。单位质量流体的动能为(J/kg)。(3)静压能静压能是由于流体具有一定的压力而具有的能量。单位质量流体的静压能为（J/kg）2.压力的表示方法不同的基准流体压力的大小不同

8、。绝对压力：以绝对真空为基准测得的压力。它是流体的真实压力。表压力或真空度：以大气压力为基准测得的压力。表压力：当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。压力表上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值。真空度：当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时，所用的测压仪表称为真空表。真空表上