化工基础概论 教学课件 作者 沈发治 主编 秦建华 主审第一章 流体流动与输送.ppt

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1、第一章流体流动与输送1.1流体流动、流量和流速1.1.1流体流动1.1.2流量1.1.3流速1.1.1流体流动流体是液体和气体的总称，其基本特征是具有流动性。所谓流动性就是在静止时不能承受剪切力的作用，当有剪切力作用于流体时，流体质点间就会产生相对运动。气体和液体既具有共性，也具有各自的特性，即气体是可压缩的，而液体则由于其压缩性很小，工程上近似认为是不可压缩的。所以在讨论共性的同时，也要讨论它们各自的特性及处理方法。化工生产中所处理的物料，不论是原料、中间产品或者是产品，大部分是流体。在生产过程中，无论是化学处理或是物理处理过程，流体总是需要从一个设备流到另一个设备，从一个车间

2、送到另一个车间，为了完成流体输送任务，必须解决管路的配置，流量、压强的测定，输送流体所需要的能量的确定和输送设备选用等技术问题。此外，设备中的传热、传质及化学反应都是在流动的流体中进行，它们与流体流动形态密切相关。研究流体的流动形态和条件，可作为强化化工设备的依据。因此，流体流动与输送是化工生产中必不可少的单元操作。1.1.2流量（1）体积流量（2）质量流量（1）体积流量（2）质量流量1.1.3流速1.2流体的流动阻力1.2.1流体在管内流动阻力的计算1.2.2流体的两种流动型态--层流和湍流1.2.3直管阻力的计算1.2.4局部阻力的计算1.2.5减小流动阻力的途径1.2.1流

3、体在管内流动阻力的计算1.2.2流体的两种流动型态--层流和湍流1.2.2流体的两种流动型态--层流和湍流1.2.3直管阻力的计算1.2.3直管阻力的计算1.2.3直管阻力的计算1.2.4局部阻力的计算①阻力系数法②当量长度法①阻力系数法表1-1常见管件和阀门的局部阻力系数及以管径计的当量长度②当量长度法1.2.5减小流动阻力的途径（1）减小直管阻力的途径（2）减小局部阻力的途径（1）减小直管阻力的途径（1）减小直管阻力的途径（2）减小局部阻力的途径1.3流体输送机械1.3.1液体输送机械1.3.2气体输送机械与压送机械1.3.1液体输送机械1、离心泵的结构和工作原理2、离心泵的

4、主要部件3、其它类型的泵1、离心泵的结构和工作原理离心泵是利用高速旋转的叶轮产生的离心力来输送液体的机械。离心力的作用，可以从日常生活中的实例来说明。如雨天，雨伞上的水滴人们习惯用旋转雨伞的办法，将其甩掉。当雨伞旋转时，就产生了离心力，伞布上的水滴在离心力的作用下，被抛向伞边缘，并从伞边缘沿切线方向脱离伞布。生产中的离心泵如图1-3所示。它的主要部件是一个蜗壳形的泵壳和一个固定在泵轴上的叶轮。叶轮上有6～12片向后弯曲的叶片。泵壳上有两个接口，一个在泵壳中央为吸入口，与吸入导管相连，导管末端装有单向底阀；另一个接口是在泵壳旁侧切线方向，为压出口，与压出导管相连。1、离心泵的结构和

5、工作原理离心泵一般由电动机带动。在开泵前，泵内充满了液体。当叶轮高速旋转时，带动叶片间的液体一道旋转，由于离心力的作用，液体从叶轮中心被甩向叶轮边缘，流速可增大至15～25m/s，动能增加。当液体进入泵壳之后，由于蜗壳形泵壳中的流道逐渐扩大，流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，于是液体以较高的压强压出。与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成了一定的真空，而液面处的压强比叶轮中心的要高，因此吸入管处的液体在压差作用下进入泵内。只要叶轮的旋转不停止，液体就连续不断地吸入和压出。离心泵运转时，如果泵内没有充满液体，或者运转中泵内漏入了空气，由于空气的密度比液体的密度小得多，产生的离

6、心力小，在吸入口处所形成的真空度低，不足以将液体吸入泵内。这时，虽然叶轮转动，却不能输送液体，这种现象叫做“气缚”。在吸入管末端安装单向底阀的作用，就是为了在启动前灌入液体或留住前一次停泵后管路内存留的液体。2、离心泵的主要部件（1）叶轮（2）泵壳（3）轴封装置（1）叶轮（2）泵壳（3）轴封装置3、其它类型的泵（1）往复泵（2）齿轮泵（1）往复泵（2）齿轮泵1.3.2气体输送机械与压送机械