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文档简介
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,从一个车间送到另一个
2、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流体在管内流动阻力的计算1
3、.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局部阻力的计算阻力系数法当量长度法阻力系数法表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 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、离心泵的主要部件3、其它类型的泵1、离心泵的结构和工作原
4、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612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
5、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1525m/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
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