第1章 流体输送1.ppt

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1、第一篇　化工单元操作基础第1章　流体输送广州石油化工总厂1.1概述流体是气体与液体的总称。流体输送是指按照一定的目的，把流体从一处送到另一处。流体流动是最普遍的化工单元操作之一，研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础。流体主要特征具有流动性；无固定形状，随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。流体种类如果流体的体积不随压力变化而变化，该流体称为不可压缩性流体；若随压力发生变化，则称为可压缩性流体。液体液体所受压力增大,其体积几乎不变,故称之为不可压缩流体液体压力增大液体液体温度升高时，其体积略有增加,液体具有热膨胀性温度升高气体气体所受压

2、力增大,其体积变小,故气体是可压缩流体。气体压力增大但如果压力的变化率不大时，该气体也可当作不可压缩性流体处理。气体气体温度升高时，其体积明显增加,液体具有明显热膨胀性。气体温度升高1.1.1流体输送在化工生产中的应用化工生产过程所处理的物料大多为流体（气体和液体），这些流体物料需要从一个设备送到另一个设备（设备间移动），或从一个工序送往另一个工序（工序间转移），逐步完成各物理过程和化学过程，从而得到所需要的化工产品。因此，化工过程的实现必然会涉及到流体输送、流量测量、压力测量、输送设备所需功率的计算及其选型等问题。要解决这些问题必须先掌握流体力学中流体流动

3、的有关基本原理、基本规律和相关的实验知识和应用技能。其他单元操作大多与流体流动有密切关系，如非均相物系的分离、传热、传质过程、蒸馏、吸收、干燥等，都是在流体流动的条件下进行的，要研究或学习这些操作过程也必须先掌握流体力学的知识，因此，流体流动是单元操作的一个重要基础内容，流体力学的知识是本门课的重要基础。1.1.2常见流体输送方式流体输送按操作方式分可分为：自发输送和强制输送，自发输送是指流体靠液位差或压力差产生的自然流动来输送流体，而强制输送是利用流体输送设备来输送流体。强制输送按输送设备的工作原理又可分离心式、往复式、旋转式、流体作用式等。常见流体输送方

4、式流体输送也可以从生产实际出发，采取不同的输送方式，比如高位槽送料、真空抽料、压缩空气送料和流体输送机械送料等。1.1.2.1高位槽送料利用容器、设备之间的位差，将处在高位设备内的液体输送到低位设备的操作称为高位槽送料。另外，在要求特别稳定的场合，也常设置高位槽，以避免输送机械带来的波动。如图1-1所示(P8)，脱甲醇塔的回流就是靠高位的塔顶冷凝器来维持的。　高位槽送料时，高位槽的高度必须能够保证输送任务所要求的流量。1.1.2.2真空抽料定义：通过真空系统造成的负压来实现流体从一个设备到另一个设备的操作称为真空抽料。优点：结构简单、操作方便、没有动件；缺

5、点：流量调节不方便、需要真空系统、不适于输送易挥发的液体。1.1.2.3压缩空气送料(P8)定义：通过压缩空气实现物料输送的操作称为压缩空气送料。优点：结构简单、没有动件、可间歇输送腐蚀性大及易燃易爆的流体；缺点：流量小且不易调节、只能间歇输送流体。1.1.2.4流体输送机械送料(P8)借助流体输送机械对流体做功，实现流体输送的操作是工业生产中最常见的流体输送方式。1.2流体的物理性质在学习流体流动之前，首先需要得到流体的物理性质及参数的数据，下面介绍流体的密度相对密度压强（压力）粘度系数等的基本概念、获取方法。1.2.1密度与相对密度流体的密度及相对密度是

6、流体最基本的物理性质之一。也是化工单元过程计算中常用的数据。1、密度单位体积流体所具有的质量称为密度，用“ρ”表示。平均密度：ρ=m/vm—质量，㎏;V—流体体积，m3;密度单位:kg/m3各种流体其密度各不相同，但任何一种流体都是随压力和强度而变化的。ρ=ƒ（p，T）①液体P对液体的ρ影响较小，常忽略不计，ρ=ƒ（T），称为不可压缩流体。化工生产中，处理的流体多半是几种组合的混合物。对于混合液体，其平均密度为：1/ρ=w1/ρ1+w2/ρ2+……+wn/ρnρ1，ρ2，……ρn----是液体混合物中各组合的密度，kg/m3w1，w2，……wn-------

7、是液体混合物中各组合的质量分数。P10[例1-2]它具有压缩性和膨胀性，ρ=ƒ（p，T）----称为可压缩性流体。对于理想气体（压力不太高，温度不太低）pV=nRTρ=pM/RTρ——气体在温度T、压力p条件下的密度，kg/m3；V——气体的体积，m3；T——气体的热力学温度，k；m——气体的质量，kg；M——气体的摩尔质量kg/kmol；R——通用气体常数，8.314kJ/(kmol·K)。②气体对于混合气体a）平均摩尔质量Mm=M1￠1+M2￠2+……Mn￠nM1，M2，…Mn----混合物中各部分的摩尔质量￠1，￠2…￠n----混合物中各部分的摩尔分

8、数（或体积分数）。b）平均密度ρ=ρ1￠1+ρ2￠2