流体及流体输送设备讲课稿.ppt

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1、流体及流体输送设备1.1流体流动的基本知识1.流体的流动性(宏观流体模型)2.流体的密度与相对密度3.流体的压缩性和膨胀性4.流体的粘性(牛顿型流体)5.流体的流动型态(雷诺准数)6.边界层的概念雷诺实验气体ρ，kg/m3d(无因次量)气体ρ，kg/m3d(无因次量)空气1.2931.293×10-3水10001.00氧气1.4291.429×10-3汽油7600.76氢气0.0890.089×10-3HNO3，92%15001.50氩气1.7811.781×10-3H2SO4，98%18301.83二氧化碳1.9761.976×10-3HCl(发烟)121

2、01.21氯气3.1703.170×10-3NaOH，30%(液)13301.33一氧化碳1.2501.250×10-3汞1360013.60雷诺准数意义:反映流体惯性力与粘滞力之间对比关系。即Re为惯性力与粘性力之比。1.若流体流速大，或粘度小时，Re数值较大，表明流动时惯性力占主导地位，易促使扰动的发展和扩大，使流动湍动程度增大而呈现紊流状态，惯性力是加速滞动的。2.若流体流动速度较小或粘度较大时，Re值较小，表明粘性力占主导地位，能够削弱甚至消除因干扰造成的流体扰动，使流体保持在层流状态，粘性力是抑制湍动的。1.2流体输送理论—柏努利方程意义:流体通过

3、1-1截面输入的位能、动能、静压能之和加上泵输入的外加功等于由2-2截面上输出的位能、动能、静压能和系统损失的能量。应用柏努利方程的步骤：①作图；②选取截面；③选取基准；④单位统一；⑤立算式求解例题：某车间用压缩空气来传送98%浓硫酸，从低层压至三楼计量槽内，每批压送量为300dm3，要求在10min内完成，硫酸温度为20℃，设压头损失为0.8m硫酸柱，试求压缩空气最低压强。压送装置如附图所示。1.3流体阻力与管路的计算直管阻力局部阻力流体阻力管路的计算五条原则:材质选择，连接方式，流速的确定，阻力计算，布置系统三类问题:已知管径、管长和流量，求流体通过管

4、路所需的外能；已知管径、管长和允许的外能损耗，求流量；已知管径、流量和允许的外能损耗，求管径。减少流动阻力的途径尽量缩小管路长度，以减少直管阻力；在满足生产要求的前提下，应尽量减少管件或阀门的数量，同时尽量减少流道的突然变形，如可用渐扩或减缩代替突扩或突缩，用圆拐弯代替直角拐弯等;适应增大直径，流动阻力与管径的五次方成反比，若管径增大一倍，则摩擦阻力可减少为原来的1/32左右。流量和流速是流体输送基本参数。流体输送的实际问题中常用流量；在柏努利方程中常用流速。1.4流速的测定测速管—测量局部速度孔板流量计—测量流过某截面的流量转子流量计—定压流量计激光测速计

5、—科研测定某点的瞬间流速1.5流体输送设备液体输送设备：离心泵、往复泵、高油压泵、旋转泵气体输送设备：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵1.5.1离心泵离心泵的主要构造离心泵的工作原理“气缚”现象离心泵若在启动前未充满液体，则泵壳内存在空气。由于空气密度很小，所产生的离心力也很小在叶轮中心中只能产生很小的低压，形不成所需要的压差，虽启动离心泵，但液体仍不能上升到叶轮中心，不能完成输送液体的目的，该现象称为“气缚”现象。离心泵的构造装置图1-叶轮2–泵壳3–叶片4–吸入导管5-底阀6-压出导管7-泵轴离心泵的主要性能参数离心泵主要性能参数有流量、扬程、有效功率和

6、效率。（1）流量泵的流量即单位时间内泵所输送的液体体积。用符号Q表示，其单位为m3/s。（2）扬程泵的扬程又叫作泵的压头，指单位重量流体流经泵所获得的能量，用符号H表示，单位为m。扬程的大小取决于泵的结构(叶轮直径的大小，叶片弯曲程度等)、转速及流量。(3)有效功率和效率轴功率N：由电机输入离心泵的功率有效功率Ne：效率：有效功率与轴功率之比根据泵的轴功率，可选用电机功率。但实际生产中为了避免电机烧毁，在选取电机功率时，要用求出的轴功率乘上一安全系数.泵的轴功率与安全系数泵的轴功率/kW0.5～3.753.75～37.5>37.5安全系数1.21.151.1

7、一离心泵将碱液输送到吸收塔顶部，经喷头喷出作吸收剂用，泵的吸入导管直径Φ108×4.5mm，管中碱液流速为1.5m/s，泵的压出导管直径Φ76×2.5mm。设碱液池内碱液深度为1.5m，池底面至塔顶喷头上方的垂直距离为20m，在输送系统中的压头损失为3m碱液柱，碱液进喷头以前的静压强为30400Pa(表压)。碱液的密度为1100kg/m3，泵的总效率为60%，试求泵的杨程和所需的功率。现场作业题流量、扬程、效率和功率是离心泵的主要性能参数。工厂生产的泵都有一定的牌号，其扬程、流量、功率、转速都有一定值，且生产厂家已将其产品性能参数用曲线表示出来，这就是离心泵

8、的特性曲线。对于一定转速的泵，存在以下三种关系曲线，