流体输送技术课件任务三.ppt

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1、课前回顾一、流体静力学方程的应用二、液位控制系统的仿真操作（1）流体静压力的测量（2）液位的测量（3）液封及液封高度的计算一、流体静力学的应用例如附图1-6所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力差，安装一U型压差计，试计算a、b两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。R=0.1m任务三流体输送工艺计算主讲教师赵佩流体的流量体积流量qvm3/s质量流量qmKg/s两者关系：qm=qvρ注意：气体流量用qv表示应注明T、p3.1流量和流速流体的流速（平均）流

2、速u＝qv/Am/s质量流速GKg/（m2·s）两者关系：G=qm/A=qvρ/A=uρ注意：气体流速用u表示时注明T、P管径的计算管子的规格qv——生产任务决定u——适宜流速d——圆整到标准规格经济因素（设备投资、操作费用）根据管子类型（材质、结构等）不同，有不同的表示方法圆形管道内径：讨论：u增大,管子直径d减小,管路设备投资费用少,但因流速增大而导致的动力消耗增大,操作费用增大;相反,流速小,管子直径大,动力消耗小。流量一般为生产任务所决定，而合理的流速则应根据经济权衡决定，一般液体流速为0.5～3m

3、/s。气体为10～30m/s。想一想参考教材例题1-6，说明如何选择管子直径，分为哪些步骤？稳定流动：流动系统中各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化。不稳定流动：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。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3.2稳定流动和不稳定流动流速，压强，密度想一想：有溢流装置的恒位槽系统中流体的流动；若没有流体的补充，槽内的液位不断下降时流体的

4、流动？动画因为故推广说明：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。3.3稳态流动时的连续性方程物料衡算对不可压缩流体，为常量，则有：若在圆管中：说明：不可压缩流体在圆管内作稳态流动，速度与管径的平方呈反比。推广说明：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。伯努利方程——预备知识（一）流动系统的能量位能：流体因处于重力场中而具有的能量。单位质量流体的位能为

5、动能：流体因具有一定流动速度而具有的能量。单位质量流体的动能为静压能：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位能是相对值，计算时需规定基准水平面压头损失损失能量①②位能静压能动能外加功位头压力头动压头外加压头实际流体具有粘性，流动过程中有能量损失；流体在输送过程中可能需要外加能量。机械能衡算3.4柏努利方程理想流体的伯努利方程说明：①理想流体稳定流动时，总机械能为一常数。②理想流体在流动系统的各截面上所具有的总机械能相等，而每一种形式的机械能不一定相等，但三种形式的机械能可以相互转换。注意：

6、可压缩流体若压力变化较小时仍可用柏式进行计算，但流体密度ρ应以两截面间流体的平均密度ρm来代替。伯努利方程式使用条件(1)稳定、连续、不可压缩系统。(2)两截面间流量不变，满足连续性方程。伯努利方程的应用(1)确定高位槽供液系统的槽面高度(2)确定输送设备的有效功率(3)确定管路中流体的压力(4)流量测量1、选截面：a.垂直；b.沿流动方向上游为1截面，下游为2截面。2、选基准面：水平、可任选。3、列方程，寻找已知条件，求解。4、单位必须一致，各物理量单位换算成一致的，对压强表示方法也要一致，同时用绝压或同

7、时用表压。解题要点、步骤例1-6用泵将贮槽中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩。泵的进口管为Φ89*3.5mm的钢管，碱液在进口管的流速为1.5m/s，泵的出口管为Φ76*2.5mm的钢管。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为7m，碱液经管路系统的能量损失为40J/kg，蒸发器内碱液蒸发压力保持在0.2kgf/cm2（表压），碱液的密度为1100kg/m3。试计算所需的外加能量。移项，得根据连续性方程，碱液在泵的出口管中的流速为解:取贮槽的液面1-1为基准面，蒸发器入口管口为2-2截面，在1-1与2-2截面

8、间列柏努利方程式，即因贮槽液面比管道截面大得多，故可认为u1≈0。将已知各值代入上式，则输送碱液所需的外加能量为例1-7从高位槽向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？解:在1-1及2-2截面间列柏努利方程式，1-1截面就是高位槽的液面，因为要求计算高位槽的液面比塔入口处高多少