预分解窑系统主要部位的压强测量2

1、 第第 2 2 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 项目一项目一 窑生产过程中窑生产过程中 流动的流体及设备流动的流体及设备 预分解窑系统预分解窑系统 主要部位的压强测量主要部位的压强测量 如何计算预分解如何计算预分解 窑内各处压强窑内各处压强 水泥生产过程中促使烟水泥生产过程中促使烟 气流动的设备气流动的设备 第第 3 3 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目一：子项目一： 预分解窑系统预分解窑系统 主要部位的压强测量主要部位的压强测量 知识点知识点： 流体的性质流体的性质 流体静力学的知识流体静力学的知识 能力目标能力目标： 能够使用测压仪能够

2、使用测压仪 进行压强测量进行压强测量 和进行压力换算和进行压力换算 项目一项目一 窑生产过程中窑生产过程中 流动的流体及设备流动的流体及设备 子项目二：子项目二： 如何计算预分解如何计算预分解 窑内各处压强窑内各处压强 子项目三：子项目三： 水泥生产过程中水泥生产过程中 促使烟气流动的设备促使烟气流动的设备 能力目标能力目标： 能够根据窑况能够根据窑况 计算预分解计算预分解 窑内各处压强窑内各处压强 知识点知识点： 流体的阻力流体的阻力 流体动力学的知识流体动力学的知识 能力目标能力目标： 能够正确选用、能够正确选用、 操作风机和烟囱操作风机和烟囱 气力提升泵气力提升泵 知识点知识点： 烟囱烟

3、囱 风机风机 颗粒流态化颗粒流态化 第第 4 4 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 学习目标学习目标 掌握流体动力学的知识。掌握流体动力学的知识。 掌握流体阻力计算。掌握流体阻力计算。 知识目标：知识目标： 能力训练能力训练 能够根据窑况计算预分解窑内各处压强能够根据窑况计算预分解窑内各处压强 。 根据要求根据要求计算计算 预分解窑内预分解窑内 各处压强各处压强 参观中控室参观中控室 模拟仿真实验室模拟仿真实验室 能力目标：能力目标： 子项目二：子项目二：如何计算预分解窑内各处压强如何计算预分解窑内各处压强 第第 5 5 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材

4、料系 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 子项目一：燃料的化学分析子项目一：燃料的化学分析子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 流体动力学基础流体动力学基础 流量流量与流速与流速 流流 量量 体积流量体积流量(Q)(Q) 质量流量质量流量(M)(M) 单位时间内流过管道单位时间内流过管道 任一截面的流体体积任一截面的流体体积 单位为单位为m3/s 单位时间内流过管道单位时间内流过管道 任一截面的流体质量，任一截面的流体质量， 单位为单位为kg/s 第第 6 6 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二

5、：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 质量流量质量流量M M、体积流量、体积流量Q Q、平均流速、平均流速w w间的关系间的关系: : 流速流速 单位时间内流体的质点在单位时间内流体的质点在 流动方向上流过的距离流动方向上流过的距离 （m/s） F Q w F：截面积：截面积 ：密度：密度 M=Q = wF Mw Q F 第第 7 7 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动

6、力学 流速、流量与温度和压强的关系流速、流量与温度和压强的关系: : 12 21 12 Tp Tp QQ 1 2 2 1 12 T T p p ww 状态1 P1、Q1、T1、w1 状态2 P2、Q2、T2、w2 气体气体 Q、w变化规律变化规律: 液体：膨胀性、压缩性很小，液体：膨胀性、压缩性很小，Q Q，W W与与P P、T T无关。无关。 气体：膨胀性、压缩性很大，气体：膨胀性、压缩性很大，Q Q，W W与与P P、T T有关。有关。 第第 8 8 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学

7、习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 稳定流动与非稳定流动稳定流动与非稳定流动 流场流场：运动流体全部质点所占的空间。运动流体全部质点所占的空间。 稳定流动稳定流动：流体在流场中流动时，任意一点流体在流场中流动时，任意一点 流体的物理参数不随时间而变化的流动过程。流体的物理参数不随时间而变化的流动过程。 第第 9 9 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 子项目一：燃料的化学分析子项目一：燃料的化学分析子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 温度、压力、温度、压力、 密度

8、、流速等密度、流速等 均匀流动：流速大小和方向不变的流动。均匀流动：流速大小和方向不变的流动。 非均匀流动：流速大小和方向均随流非均匀流动：流速大小和方向均随流动动 过程而改变过程而改变的流动。的流动。 均匀流动的过流断面上流体压强分布符均匀流动的过流断面上流体压强分布符 合静力学规律合静力学规律 非均匀流动不符合静力学规律非均匀流动不符合静力学规律 均匀流动与非均匀流动均匀流动与非均匀流动 非稳定流动：非稳定流动：流体在流场中流动时，任意一点流体在流场中流动时，任意一点 流体的流体的物理参数物理参数均随时间而变化的流动过程。均随时间而变化的流动过程。 第第 1010 页页 内蒙古化工职业学院

9、材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 流体流动状态流体流动状态 雷诺实验雷诺实验 层流 过渡流 紊流 第第 1111 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 三种流态三种流态 （A A）层流：流体作有规则的平行流动，质点之间互不干扰混杂）层流：流体作有规则的平行流动，质点之间互不干扰混杂 （B B）过渡流）过渡流：质点沿

10、轴向前进时，在垂直于轴向上也有分速度质点沿轴向前进时，在垂直于轴向上也有分速度 （C C）紊流：质点间相互碰撞相互混杂，运动轨迹错综复杂）紊流：质点间相互碰撞相互混杂，运动轨迹错综复杂 第第 1212 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 水利半径水利半径 流态判断流态判断： S F RH 圆形管道圆形管道d为直径为直径,非圆非圆 形管道用当量直径形管道用当量直径 当量直径当量直径de=水利半径水利半径RH4 4 Re2300时，流态为层流；时

11、，流态为层流； Re4000时，流态为湍流；时，流态为湍流； 2300Re4000时，流态为过渡流时，流态为过渡流 雷诺准数 ba ab de dw 2 Re 矩形截面管道：矩形截面管道： ； 正方形管道：正方形管道：de=ade=a ba ab de 2 第第 1313 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 子项目一：燃料的化学分析子项目一：燃料的化学分析子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 层流底层厚度：层流底层厚度： 流体在管道截面上的速度分布流体在管道截面上的速度分布 层流

12、层流 流体在管道截面上的速度呈抛流体在管道截面上的速度呈抛 物线规律分布，在管道中心速物线规律分布，在管道中心速 度最大，越靠近管道速度越低，度最大，越靠近管道速度越低， 紧贴管道速度为紧贴管道速度为0. 紊流 层流层流 底层底层 过渡过渡 区区 紊流紊流 区区 8 7 Re 62 d 第第 1414 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 流体的能量流体的能量 2 2 1 whk 机械能 动能势能压力能 几何压头 单位体积流体 所具有的能量 g

13、zh ag )( phs 压头 动压头静压头 第第 1515 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 3、几何压头 定义：是由于流体对于基准面所处的相对位置而具有的能 量。 2 2 1 w v E h k k 1、静压头（hs） 定义：是由于导管或容器中的流体的静压力所具有的能量。 hs=p 2、动压头（hk） 定义：是由于流体流动有一定的速度而具有的能量。 gz v avgvgz h ag )( )( 液体：a，则 ； 热气体： a，则 gzh

14、 g gzh ag )( 第第 1616 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 流体动力学基本方程式流体动力学基本方程式 流体流动连续性方程流体流动连续性方程: : M M = =M M出 出 F1w11=F2w22=Fw FwwFwF 2211 2 1 2 1 2 2 1 )( d d F F w w 在管路没有泄漏和补充的情况下在管路没有泄漏和补充的情况下, ,在同一时间内，流在同一时间内，流 进任一截面的流体的质量和从另一截面流出的流体进

15、任一截面的流体的质量和从另一截面流出的流体 质量相等质量相等 内容内容 表达式表达式 对不可压缩流体对不可压缩流体,为常数为常数 截面为圆形的管道截面为圆形的管道 第第 1717 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 子项目一：燃料的化学分析子项目一：燃料的化学分析子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 伯努利方程伯努利方程 1.1.伯努力方程伯努力方程 （1 1）理想流体的伯努利方程）理想流体的伯努利方程 （没能量损失）（没能量损失） g w g p z g w g p z 22

16、2 22 2 2 11 1 理想流体在变截面和管道中等温而稳定地缓变流动理想流体在变截面和管道中等温而稳定地缓变流动 任意取两个截面任意取两个截面1-11-1和和2-22-2，如图，如图: : 不可压缩的理想液体在等温流动过程中，在管道不可压缩的理想液体在等温流动过程中，在管道 的任一截面上，流体的静压能、位能及动能之和的任一截面上，流体的静压能、位能及动能之和 是不变的。三者之间可以相互转化是不变的。三者之间可以相互转化 伯努力方程伯努力方程 据能量守恒定律可得：据能量守恒定律可得： 2 222 2 111 2 1 2 1 pgzpgz 其他形式其他形式 第第 1818 页页 内蒙古化工职业

17、学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 (2)(2)实际情况下的伯努力方程实际情况下的伯努力方程 （3）实际流体的伯努力方程的其他情况：）实际流体的伯努力方程的其他情况： 窑炉中热气体的伯努力方程：窑炉中热气体的伯努力方程： Laa hpgzpgz 2 222 2 111 2 1 )( 2 1 )( 实际流体有粘性，流动过程中有能量损失，能量方程：实际流体有粘性，流动过程中有能量损失，能量方程： Lhpgzpgz 2 222 2 111 2 1 2 1 伯努力方程的

18、简写式：伯努力方程的简写式： L kgsekgs hhhhHhhh 222111 L kgskgs hhhhhhh 222111 有能量输入或输出时：有能量输入或输出时： 第第 1919 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 He机械功；hL能量损失 （4）应用伯努利方程应该注意的问题： 截面的选取：沿着流体流动方向选取1，2截面，两 个截面必须与流动方向垂直。 水平基准面的选取：可以任意选取不影响计算结果， 但需与地面平行，习惯上选较低的作为

19、基准面。 单位选取：采用同一单位制中的单位且表示方法一 致。 （5）伯努利方程讨论 伯努利方程：能量守恒且可以相互转化 流体静力学方程式伯努利方程的一个特例（流速为0） He、hL表示从外界获得的能量以及消耗的能量。 第第 2020 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 2.2.压头间的转换压头间的转换 2211sgsg hhhh 热气体在垂直管道热气体在垂直管道 由中由上向下流动，由中由上向下流动， 且管径不变且管径不变 （1 1）几何压头和

20、静压头之间的转变）几何压头和静压头之间的转变 1-11-1和和2-22-2的伯努力方程的伯努力方程: : 即即hshshghg （几何压头视为（几何压头视为“能量损失能量损失” ） 因为因为hghg2 2( (在下在下) )hghg1 1( (在上在上) ) 则则hshs2 2hshs1 1 同理热气由下向上流动时同理热气由下向上流动时 hghghshs（几何压头视为（几何压头视为“推动力推动力”） 第第 2121 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 子项目一：燃料的化学分析子项目一：燃料的化学分析子项目二：子项目二：预分

21、解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 流体在一水平流体在一水平 的、逐渐扩张的、逐渐扩张 的管道中流动的管道中流动 2211ksks hhhh （2 2）动压头和静压头之间的转变）动压头和静压头之间的转变 同理流体在渐缩管道中流动时同理流体在渐缩管道中流动时: :hshk 1-11-1和和2-22-2的伯努力方程的伯努力方程: : 因为因为h hk1 k1 h hk2 k2 即即h hk kh hs s 则则hshs2 2hshs1 1 第第 2222 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要

22、部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 热气体由下向上在热气体由下向上在 截面逐渐变小的垂截面逐渐变小的垂 直管道中流动直管道中流动 Lksgksg hhhhhhh 222111 （3 3）压头的综合转变）压头的综合转变 1-11-1和和2-22-2的伯努力方程的伯努力方程: : Lkkssg hhhhhh)()( 12121 热气体由下向上流动时，逐渐将热气体由下向上流动时，逐渐将 几何压头转变为静压头、动压头，并几何压头转变为静压头、动压头，并 消耗部分能量用于克服压头损失。消耗部分能量用于克服压头损失。 2-22-2截面为基准面截面为基准面, ,h hg2 g2=0, =0,则则: : 第第 2323 页页 内蒙古化工职业学院材料系内蒙古化工职业学院材料系 子项目二：子项目二：预分解窑系统主要部位的压强测量预分解窑系统主要部位的压强测量 学习学习 情境情境1 1 流体的动力学流体的动力学 流体流动过程中，各种压头之间可以