1流体输送管道储罐压力真空自动控制

1、单元操作：化工生产过程的共有操作；只改变物料的物理性质（T、P等）的物理操作过程；某些单元操作作用于不同的化工产品生产过程时，其基本原理并无不同，而且进行该操作的设备往往也时通用的。 根据各单元操作所遵循的基本规律，可将单元操作划分为三大类，即： 动量传递过程 流体输送，沉降，过滤，固体流态化等 热量传递过程 加热，冷却，冷凝，蒸发等 物质传递过程 蒸馏，吸收，萃取，结晶，干燥，膜分离等 流体输送流体输送沉降沉降过滤过滤离心分离离心分离搅拌搅拌固 体 流 态 化固 体 流 态 化加热加热冷却冷却蒸发蒸发蒸馏蒸馏吸收吸收吸附吸附萃取萃取干燥干燥结晶结晶膜分离膜分离动量传递动量传递热 量 传 递热

2、 量 传 递质量传递质量传递化工传递过程化工传递过程单元操作的分类：单元操作的分类： 1.化工生产中常用的管子类型化工生产中常用的管子类型管材的选用通常是根据物料的性质（腐蚀性、易燃性、易爆性等）管材的选用通常是根据物料的性质（腐蚀性、易燃性、易爆性等）以及操作条件（温度、压力等）。以及操作条件（温度、压力等）。一、管子与管件一、管子与管件非金属管非金属管化工管材化工管材有色金属管有色金属管钢管钢管水煤气管水煤气管无缝钢管无缝钢管铸铁管铸铁管2、常用管件、常用管件 作用作用：改变管道方向改变管道方向(弯头弯头); 连接支管连接支管(三通三通);改变管径改变管径(变形管变形管);堵塞管道堵塞管道

3、(管堵管堵)。螺旋接头螺旋接头卡箍接头卡箍接头弯头弯头三通三通变形管变形管管件管件：管与管的连接部件。：管与管的连接部件。化工管路的涂色化工管路的涂色l 在化工及化工生产车间，管路交错，密如蛛网，为了使操作者便于区别各种类型的管路，必须在管路的保护层或保温层表面涂上不同的颜色。工厂里管路上的涂色方法有两种：一是单色，另一种是在底色上添加色圈(通常每隔2m有一个包围，其宽度为50lOOmm)。l 在化工厂常见管路的颜色为：l 饱和蒸气管 红色l 压缩空气管 深蓝l 氧气管 天兰l 氨气管 黄色l 氮气管 黑色l 真空管 白色l 给排水管 绿色二、管路的连接方式二、管路的连接方式1 .法兰连接法兰

4、连接管路的连接包括管子与管子、管子与各种管件、阀门以及设管路的连接包括管子与管子、管子与各种管件、阀门以及设备接口处的连接。目前，工程上常用的是以下几种连接方式：备接口处的连接。目前，工程上常用的是以下几种连接方式： 法兰连接是工程上最常用的一种连接方式。法兰与钢管通过法兰连接是工程上最常用的一种连接方式。法兰与钢管通过螺纹或焊接在一起，铸铁管的法兰则与管身铸为一体。法兰与法螺纹或焊接在一起，铸铁管的法兰则与管身铸为一体。法兰与法兰之间装上密封垫片。比较常用的垫片材料有石棉板、橡胶或软兰之间装上密封垫片。比较常用的垫片材料有石棉板、橡胶或软金属片等。金属片等。优点优点：拆装方便，密封可靠，：拆

5、装方便，密封可靠，适用的温度、压力、管径范围适用的温度、压力、管径范围大。大。缺点缺点：价格稍高。：价格稍高。 螺纹连接是借助于一个带有螺纹的螺纹连接是借助于一个带有螺纹的“活管接活管接”将两根管路连将两根管路连接起来的一种连接方式。主要用于管径较小接起来的一种连接方式。主要用于管径较小（ 65mm）、压力也、压力也不大（不大（ 10MPa10MPa）的有缝钢管（水煤气管）。螺纹连接是先在管的）的有缝钢管（水煤气管）。螺纹连接是先在管的连接端绞出外螺纹丝口，然后用管件连接端绞出外螺纹丝口，然后用管件“活管接活管接”将其连接，如图将其连接，如图所示所示。为了保证连接处的密封，通常在螺纹连接处缠以

6、涂有油漆。为了保证连接处的密封，通常在螺纹连接处缠以涂有油漆的麻丝、聚四氟乙烯薄膜（俗称生料带）等。的麻丝、聚四氟乙烯薄膜（俗称生料带）等。 2.螺纹连接螺纹连接 优点优点：拆装方便：拆装方便 密封性能比较好密封性能比较好缺点：缺点：可靠性没有法兰连接好。可靠性没有法兰连接好。 3.3.承插连接承插连接 承插连接适用于铸铁管、陶瓷管和水泥管。它是将管子的小承插连接适用于铸铁管、陶瓷管和水泥管。它是将管子的小端插在另一根管子大端的插套内，然后在连接处的环隙内填入麻端插在另一根管子大端的插套内，然后在连接处的环隙内填入麻绳、水泥或沥青等起密封作用的物质。绳、水泥或沥青等起密封作用的物质。优点：优点

7、：安装比较方便，允许两个管段的中心线有少许偏差。安装比较方便，允许两个管段的中心线有少许偏差。缺点：缺点：难以拆卸，耐压不高，主要用于埋在地下的给、排难以拆卸，耐压不高，主要用于埋在地下的给、排水管道中。水管道中。 4. 焊接焊接 焊接是比上述方法都更为经济、方便，而且更严密的一种连焊接是比上述方法都更为经济、方便，而且更严密的一种连接方式。煤气管和各种压力管路（蒸汽、压缩空气、真空）以及接方式。煤气管和各种压力管路（蒸汽、压缩空气、真空）以及输送物料的管路都应当尽量采用焊接。但是它只能用在不需拆卸输送物料的管路都应当尽量采用焊接。但是它只能用在不需拆卸的场合。为了检修的方便，绝不能把全部管路

8、都采用焊接。的场合。为了检修的方便，绝不能把全部管路都采用焊接。 另外，在实验室和化工厂中，在压力不是很高的情况下，有另外，在实验室和化工厂中，在压力不是很高的情况下，有的地方还可以用软连接，即用塑料等材料制成的软管将两金属硬的地方还可以用软连接，即用塑料等材料制成的软管将两金属硬管连接。连接处用包箍密封。管连接。连接处用包箍密封。 2）稳定流动的连续性方程）稳定流动的连续性方程由物料衡算推导出连续性方程由物料衡算推导出连续性方程W = u1A11 1= = u2A22 2v对于对于不可压缩的流体，不可压缩的流体，即即: :常数，可得到常数，可得到u1A1= = u2A2v对于对于在圆管内作稳

9、态流动在圆管内作稳态流动的不可压缩流体：的不可压缩流体：2)(1221dduu通常表示方法有两种：通常表示方法有两种：公称直径（英寸）公称直径（英寸）Dg铸铁管，水煤气管规格常用公称直径或英寸表示。铸铁管，水煤气管规格常用公称直径或英寸表示。铸铁管公称直径表示内径，如铸铁管公称直径表示内径，如Dg 100；水煤气管公称直径（或为水煤气管公称直径（或为英寸英寸）既不表示内径，也）既不表示内径，也 不表示外径不表示外径外径外径壁厚壁厚内径内径 = 外径外径 2 壁厚壁厚（2）根据管子规格园整）根据管子规格园整 管子规格管子规格注意：注意：如不加说明，单位都认为如不加说明，单位都认为mmmm。离心泵

10、离心泵v 离心泵是应用最广泛的液体输送机械，因此以下我们将重点介绍离离心泵是应用最广泛的液体输送机械，因此以下我们将重点介绍离心泵的结构和工作原理，以便更好的理解其它类型的化工泵。心泵的结构和工作原理，以便更好的理解其它类型的化工泵。v 离心泵之所以能够被广泛的采用，因其具有以下的优点：结构简离心泵之所以能够被广泛的采用，因其具有以下的优点：结构简单，操作容易，便于调节和自控；流量均匀，效率较高；流量和单，操作容易，便于调节和自控；流量均匀，效率较高；流量和扬程的适用范围较广；适用于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体。扬程的适用范围较广；适用于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体。一、离心泵的工作原理一、离

11、心泵的工作原理 离心泵的装置简图如图离心泵的装置简图如图所示，它的基本部件是旋转的所示，它的基本部件是旋转的叶轮和固定的泵壳。具有若干叶轮和固定的泵壳。具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内并紧固于泵轴上，泵轴可由电并紧固于泵轴上，泵轴可由电动机带动旋转。泵壳中央的吸动机带动旋转。泵壳中央的吸入口和吸入管路相连，在吸入入口和吸入管路相连，在吸入管路底部装有底阀。泵壳旁侧管路底部装有底阀。泵壳旁侧的排出口与排出管路相连接，的排出口与排出管路相连接，其上装有调节阀。其上装有调节阀。1叶轮；叶轮；2泵壳；泵壳；3泵轴泵轴 ；4吸入吸入口；口；5吸入管路；吸入管路；6底阀；底阀；

12、7滤网；滤网；8排出口；排出口； 9排出管路；排出管路；10调节阀调节阀l 注意：注意：离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体，则泵壳内存有空离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体，则泵壳内存有空气，而空气的密度又远小于液体的密度，故产生的离心力很小，因而叶气，而空气的密度又远小于液体的密度，故产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内，此时虽启动离心轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，此种现象称为泵，也不能输送液体，此种现象称为气缚现象气缚现象，表明离心泵无自吸能力。，表明离心泵无自吸能力。因此，离心泵在启动前必须

13、灌泵。因此，离心泵在启动前必须灌泵。 离心泵的气缚现象离心泵的气缚现象 叶轮叶轮 其作用为将原动机的能量直接传给液体，以提高液体的静压能与其作用为将原动机的能量直接传给液体，以提高液体的静压能与动能（主要为静压能）。动能（主要为静压能）。 泵壳泵壳 具有汇集液体和能量转化双重功能。具有汇集液体和能量转化双重功能。 轴封装置轴封装置 其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。 离心泵的主要部件离心泵的主要部件粘度粘度 粘度粘度表示流体流动性

14、能的物理量。表示流体流动性能的物理量。任何流体都有粘性，任何流体都有粘性，粘性只有在流体运动粘性只有在流体运动时才会表现出来时才会表现出来。平板间液体速度分布图平板间液体速度分布图1.概念：概念：内摩擦力内摩擦力运动着的流体内部相邻两流体层间由于分子运动而产生的运动着的流体内部相邻两流体层间由于分子运动而产生的相互作用力。相互作用力。流体在流动时的内摩擦流体在流动时的内摩擦,是流动阻力产生的依据是流动阻力产生的依据,流体动时必须克流体动时必须克服内摩擦力而作功服内摩擦力而作功,从而将流体的一部分机械能转变为热而损失掉。从而将流体的一部分机械能转变为热而损失掉。在物理单位制中在物理单位制中, ,

15、粘度的单位为粘度的单位为: :在在SISI中中, , 粘度的单位为粘度的单位为: :)(smkgsPaP( (泊泊) )或或cP( (厘泊厘泊) )2、粘度的单位、粘度的单位换算关系换算关系:cPPPa1000101液体：液体：f（t），与压强），与压强p无关，温度无关，温度t， 。水（。水（20），）， 1.005cP；油的粘度可达几十、到几百；油的粘度可达几十、到几百Cp。气体：气体：压强变化时压强变化时, ,液体的粘度基本不变；气体的粘度随压强增加液体的粘度基本不变；气体的粘度随压强增加而增加得很少而增加得很少, ,在一般工程计算中可予以忽略在一般工程计算中可予以忽略, ,只有在极高或极

16、低只有在极高或极低的压强下的压强下, , 才需考虑压强对气体粘度的影响。才需考虑压强对气体粘度的影响。 p40atm时时f（t）与与p无关，温度无关，温度t，理想流体理想流体（实际不存在）实际不存在） ，流体无粘性，流体无粘性0 粘度是流体物理性质之一粘度是流体物理性质之一, ,其值由实验测定。其值由实验测定。 某些常用流体的粘度某些常用流体的粘度, ,可以从本教材附录或有关手册中查得。可以从本教材附录或有关手册中查得。3、粘度与温度的关系、粘度与温度的关系4、粘度数值的查取、粘度数值的查取 雷诺演示实验与雷诺演示实验与流体的流动型态流体的流动型态 为了直接观察流体为了直接观察流体流动时内部质

17、点的运动流动时内部质点的运动情况及各种因素对流动情况及各种因素对流动状况的影响状况的影响, ,可安排如可安排如右图所示的实验。这个右图所示的实验。这个实验称为实验称为雷诺实验雷诺实验。1、雷诺实验与流体的流动型态、雷诺实验与流体的流动型态雷诺实验装置雷诺实验装置1-小瓶；小瓶；2-细管；细管；3-水箱；水箱；4-水平玻璃管；水平玻璃管；5-阀门；阀门；6-溢溢流装置流装置q流速小时，有色流体在管内沿轴线方向成一条直线。表明，水的质点在管流速小时，有色流体在管内沿轴线方向成一条直线。表明，水的质点在管内都是沿着与管轴平行的方向作直线运动，各层之间没有质点的迁移。内都是沿着与管轴平行的方向作直线运

18、动，各层之间没有质点的迁移。q当开大阀门使水流速逐渐增大到一定数值时，有色细流便出现波动而成波当开大阀门使水流速逐渐增大到一定数值时，有色细流便出现波动而成波浪形细线，并且不规则地波动；浪形细线，并且不规则地波动； q速度再增，细线的波动加剧，整个玻璃管中的水呈现均匀的颜色。显然，速度再增，细线的波动加剧，整个玻璃管中的水呈现均匀的颜色。显然，此时流体的流动状况已发生了显著地变化。此时流体的流动状况已发生了显著地变化。 实验现象：实验现象：管内层管内层(滞滞)流时，流体质点沿管轴作有规则的平行运动，流时，流体质点沿管轴作有规则的平行运动，而无直径方向上的径向运动，即各质点互不碰撞，互不混合。而

19、无直径方向上的径向运动，即各质点互不碰撞，互不混合。流体可以看作是无数同心圆筒薄层一层套一层作同向平行流体可以看作是无数同心圆筒薄层一层套一层作同向平行运动。运动。层流（或滞流、粘流）层流（或滞流、粘流）2、雷诺数与流动型态的判定、雷诺数与流动型态的判定（）雷诺数及其讨论（）雷诺数及其讨论 湍流（或紊流）湍流（或紊流） 化工单元操作中的流动大多化工单元操作中的流动大多数为湍流。数为湍流。过渡流：过渡流：当流体的流动型态介于当流体的流动型态介于层流及湍流之间时，流体的层流及湍流之间时，流体的流动型态可是层流也可能是流动型态可是层流也可能是湍流，受流体流动干扰的控湍流，受流体流动干扰的控制，习惯称为过渡流。制，习惯称为过渡流。 总体轴向流动总体轴向流动+径向随机波动。径向随机波动。质点作质点作 不规则的杂乱运动，并相互不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。碰撞，产生大大小小的旋涡。（）流动型态的判定（）流动型态的判定 根据根据ReRe雷诺准数数值来分析判断流型。对直管内的流动而言：雷诺准数数值来分析判断流型。对直管内的流动而言： Re Re的大小不仅是作为层流与湍流的判据，而且在很多地方都的大小不仅是作为层流与湍流的判据，而且在很多地方都要用到它。不过使用时要注意单位统一。另外，还要注意要用到它。不