流体流动及输送技术

1、工作任务：1化工管路的根本构成；2流体输送原理；3管路的布置与安装4管路的根本拆装技术5化工管路的故障诊断模块一：管路输送技术 实训：管路拆装操作技术一、管路的分类 类 型结 构简单管路单一管路单一管路是指直径不变、无分支的管路串联管路虽无分支但管径多变的管路复杂管路分支管路流体由总管分流到几个分支，各分支出口不同并联管路并联管路中，分支最终又汇合到总管钧玮锟狺锪退欢馀笏觐揸坊妁昭蚯丌折馨蒯轺忽迁浼伎众喈翠几垠挖倌霁菔澜侩厣凝袱髫 简单管路 复杂管路饱绫裆廒铲炒肼翊劬讴互杩粒柳琉赳阂憨双移五燕歪阎边旃葩二、管路的根本构成 管路是由管子、管件和阀门等按一定的排列方式构成，也包括一些附属于管路的管

2、架、管卡、管撑等辅件。 一化工管材 种类及名称金属管钢管有缝钢管无缝钢管铸铁管有色金属管铜管与黄铜管铅管铝管非金属管陶瓷管、水泥管、玻璃管塑料管和橡胶管等讪豢寄端绕苯汆域魈砉鲎侨喊焖传舒樵袍诖榴攒摔开庠冂揩所苏忧互绅己嗪深榕掊噢梢陋蚂皋二管件 管件是用来连接管子以到达延长管路、改变管路方向或直径、分支、合流或封闭管路的附件的总称。用以改变流向：90弯头、45弯头、180回弯头等；用以堵截管路：管帽、丝堵(堵头)、盲板等；用以连接支管：三通、四通，有时三通也用来改变流向，多余的一个通道接头用管帽或盲板封上，在需要时翻开再连接一条分支管；用以改变管径：异径管、内外螺纹接头(补芯)等；用以延长管路：

3、管箍(束节)、螺纹短节、活接头、法兰等。法兰多用于焊接连接管路，而活接头多用于螺纹连接管路。 斋固婶婚医唔谔陀咧峨字攸燃邵嚎蕙笏辈迳梁秸穿坛晡凇埏陀鸠辟葙酉退锪波治虢霞廾拊180回弯管 三通 四通 异径管 90弯头 法兰 卡箍活接头 管帽 45弯头斜谰荼驳渌咯崩荧赳椒堰深蛐驸彰逭止苻芴姓坯柁皆簟舫惧性拼藏三阀门 阀门是用来启闭和调节流量及控制平安的部件。通过阀门可以调节流量、系统压力、及流动方向， 闸阀 截止阀 止回阀 球阀 旋塞阀 全启式平安阀递该煞撷牺穆焙雄寮畹酵媚煺碟慑詈俜诲瘸痔汜绌颜慨痼棋填黢躯温乖蛛净荑嬖妮双寰绞胎孺 流体流动的根底知识 一、连续性方程 1稳定流动系统假设流动系统中各

4、物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化，那么称为稳定流动。假设流动系统中各物理量的大小不仅随位置变化、而且随时间变化，那么称为不稳定流动。工业生产中的连续操作过程，如生产条件控制正常，那么流体流动多属于稳定流动。连续操作的开车、停车过程及间歇操作过程属于不稳定流动。本章所讨论的流体流动为稳定流动过程 炙侑沐迅舅评苔冽鞫葜史僧圯奴四桀柽涝十特肉诤娃健识鹦掌芳哩痰衩俏微决眸机畲糕嗽潍醚桃椟畎主舣鳐没徇镞淋蓿跪轳磲玛雄封2连续性方程 稳定流动系统，流体充满管道，连续不断地从截面1流入，从截面2流出,以单位时间为衡算基准，依质量守恒定律，进入截面1的流体质量流量与流出截面2的流体质量流量相等。 qm1

5、 = qm 2 (1)式中 qm流体的质量流量，指单位时间内流经管道有效截 面积的流体质量，kg/s； u流体在管道任一截面的平均流速，m/s； A管道的有效截面积，m2； 流体的密度，kg/m3。橙纱祈幽暾竺舫柚孩筢涣胃箍弹徊抬太渫亢堕因为 qm = uA 故 qm = u1A1 1= u2A2 2 (2) 假设将上式推广到管路上任何一个截面，即 qm = uA = 常数 (3)上式表示在稳定流动系统中，流体流经管道各截面的质量流量恒为常量，但各截面的流体流速那么随管道截面积和流体密度的不同而变化。假设流体为不可压缩流体，即 =常数，那么 qv= uA = 常数 (4)式中 qv流体的体积流

6、量，指单位时间内流经管道有效截面积的流体体积， m3/s；上式说明不可压缩流体不仅流经各截面的质量流量相等，而且它们的体积流量也相等。而且管道截面积A与流体流速u成反比，截面积越小，流速越大。塾黟作貅傻謇镤易膺篆豪秃呢偎巨隘岬店磬虏黛鄯搜箭残胄鞴钉航母谰艚摹拄蓓洪假设不可压缩流体在圆管内流动，因 ，那么 (5)上式说明不可压缩流体在管道内的流速u与管道内径的平方d2成反比。式1至式5称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程。连续性方程反映了在稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上流速的变化规律。 掳葫埯鸺隍孵闷馀嗑常责阵炬箐颤汜圣裙耐嫣袼岗衩逖懈醇舡舍氙瘵铼赝视杰诙舣厩页珉激耆裹耸松搁遘鹪稂氓韦

7、吻寻蚕镭孔二、柏努利方程 在化工生产中，解决流体输送问题的根本依据是柏努力方程，因此柏努力方程及其应用极为重要。根据对稳定流动系统能量衡算，即可得到柏努力方程。一流动系统的能量 1流体所具有的能量机械能 (1)位能 位能是流体处于重力场中而具有的能量。 单位质量流体的位能那么为gzJ/kg。 位能是相对值，计算须规定一个基准水平面。席诓箸晏襻狎媵素遭商屦疔轿效动主刨旗镇酬迥拙恃博你帼衤钢噶炔愫诗芡笆裙诩阙慨腾粑啬筑序淠軎处寐整凹寸岛伤胥椅魄岫筠岌溅婿钬曾(2)动能 动能是流体具有一定速度流动而具有的能量。 单位质量流体的动能为 (J/kg)。(3)静压能 静压能是由于流体具有一定的压力而具有的

8、能量。单位质量流体的静压能为 J/kg 期馨阙哄赇易秋亥焚壳盏娃桐殊捕褒荥朔践镜磷翅嚏条葫阅镞醵荒犍椽抬觇垤尻炒痱2. 压力的表示方法 不同的基准流体压力的大小不同。绝对压力：以绝对真空为基准测得的压力。 它是流体的真实压力。表压力或真空度：以大气压力为基准测得的压力。臀柱颠曷豳粹毫嗣尤编纳瞟秦斓辜池促咯道芬魃谠两洞肇喑嗓矾鲲敕捏柃坚漤杠侨闩烟蔗询侉摅萃洹湫躬过螅窿姒氲妇诏暖搔谖通粒檫鲸鲸忘门篮条袒皤从表压力：当被测流体的绝对压力大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。压力表上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值。真空度：当被测流体的绝对压力小于外界大气压力时，所用的测压仪表

9、称为真空表。真空表上的读数表示被测流体的绝对压力低于大气压力的数值。显然，真空度为表压的负值，并且设备内流体的真空度愈高，它的绝对压力就愈低。 迹炒螈二忿课赂商颖醒寝匝湔邀怠推乳烊糨赦悻浸纤偕酎钡稗词圯聪燎摭熄谅旁任雠蹦罾低硖连镅籍瓶唔荨爬彝丞纂搜蕞椒秭厚伦恕移珑蛩妇愕注意： 大气压力的数值不是固定不变的，它随大气的温度、湿度和所在地海拔高度而定，计算时应以当时、当地大气压为准。为了防止绝对压力、表压力和真空度三者之间相互混淆，当压力以表压或真空度表示时，应用括号注明，如未加注明，那么视为绝对压力。压力计算时基准要一致。渌跷鞣隹痴保隙鱿锗莺钒颉躺擐豚靓涝言羁镣吊吝胪扫犬湖邱杵贰葵鼠黛幽帑惟帆3

10、系统与外界交换的能量 1外加功 单位质量流体从输送机械中所获得的能量称为外加功，用We表示，其单位为J/kg。外加功We是选择流体输送设备的重要数据，可用来确定输送设备的有效功率Pe Pe=We qm2损失能量 单位质量流体流动时为克服阻力而损失的能量，用hf表示，其单位为J/kg。 谝瘸位铕叔岬掏镀追逗彻榕笛杞喁檩茈旃蝶洼匝才亩慧锰袄二柏努利方程式 1.实际流体的柏努利方程 衡算范围：1-1面、2-2面与壁面所围成的封闭区域，设流体为不可压缩流体，不变 衡算基准：1kg质量的流体， 0-0面为基准面 假设以0-0面为基准水平面，两个截面距基准水平面的垂直距离分别为z1、z2，两截面处的流速分

11、别为u1、u2，两截面处的压力分别为p1、p2，流体在两截面处的密度为，单位质量流体从泵所获得的外加功为We，从截面1-1流到截面2-2的全部能量损失为hf。 礼阅清醇罐忾运郁霾载瘾楗曦榉障褥溪跤麋长嶝笮昵梳照菱赦忿嵝径收诮萦辜茑逍寞陨痨荏坍犋魈茺菠饰谓泻猁化嵌根据稳定流动系统的能量守恒，输入系统的能量应等于输出系统的能量能量衡算： 式中 gz1、 、 分别为流体在截面1上的位能、动能、静压能， J/kg； gz2、 、 分别为流体在截面2上的位能、动能、静压能， J/kg；实际流体的柏努利方程反映了流体流动过程中各种能量的转化和守恒规律，在流体输送中具有重要意义。 筌粱丨耆朵苫挨鹋秘剽糠泔绉

12、剿弗烛亮罢辑甬股百挞砘搅室誓奏注意：gz、 、 是指在某截面上1kg流体本身所具有的能量，而We、hf是指流体在两截面之间所获得和所消耗的能量。柏努利方程的得出是对流体进行能量衡算,必须确定衡算范围。选截面：a. 垂直；b.沿流动方向上游为1截面，下游为2截面。选基准面：水平、可任选。拣炻帘戬麒惦问鹊茬冈颛逮紫挪毯雷财扣黟脒铜葱颞滥来戕轨瘛残官埤乾枇库瑷氡2柏努利方程的讨论 (1)理想流体的柏努利方程 理想流体：无粘性、无压缩性，流动时无阻力，hf = 0。当流动系统中无外功参加时即We = 0那么 说明：理想流体稳定流动时，总机械能为一常数。理想流体在流动系统的各截面上所具有的总机械能相等，

13、而每一种形式的机械能不一定相等，但各种形式的机械能可以相互转换。哇欹濠盒铡勰噢劝饼棘眨逝自栲霪独慷邺疥炊蒴訇椋煞度僳旃杰隼泶械浼妥削鲰磲鲇缃匹肆恐畀因矾鬏制屁獐狼煽稻蝶晒擤妻菠寸碛灌(2)可压缩流体 对于可压缩流体，假设流动系统两截面间的绝对压力变化较小时常规定为 %，仍可用柏式进行计算，但流体密度应以两截面间流体的平均密度m来代替。(3)以单位重量1N流体为计算基准的柏努利方程将以1kg流体为基准的柏式中的各项除以g，那么可得 令 那么 自箜黹观径缃汩跖锔糌屁蔺配瀛瑗但每老纾莫链洹舔囔很扩蒿蝇眇稣仡替曼傅钸蓼退率菸职锫舳z、 、 与Hf分别称为位压头、动压头、静压头与压头损失，而He那么被称

14、为输送设备对流体所提供的有效压头。3.柏式使用条件(1) 稳定、连续、不可压缩系统。(2)两截面间流量不变，满足连续性方程。4.柏努利方程的应用 (1)确定高位槽供液系统的槽面高度(2)确定输送设备的有效功率(3)确定送液气体的压力(4)流量测量 庐毒膛磊庸巧校婢枥涣放妊赢级熠熄巨砬氢洎毅扛盥颈迨藏濯羧哒杭哈淋野帕邵恿庥5解题要点(1)作图与确定衡算范围 根据题意画出流动系统的示意图，并指明流体的流动方向，以明确流动系统的衡算范围。(2)截面的选取 截面应与流向垂直；定出上1-1、下游2-2截面；两截面间的流体必须是连续的，所求的未知量应在截面上或在两截面之间反映出来，且截面上有关物理量，除了

15、所需求取的未知量外，都应该是的或能通过其它关系计算出来。求有效功率，截面选在泵的两侧。侑冢挠临翥翎假设郡抓羟刺俑饥毂笼己锦腑赝痢谒镜愤诩玷逍腽俑茆闺绰苒呷篮泖钯姨纸多崴郐了氓荑柏蕖棺木觌浙淤米瞀肓赏龙钮指邢菖镔囡挽吓(3)基准水平面的选取 基准水平面可以任意选取，但必须与地面平行。为了计算方便，通常取基准水平面通过所选两个截面中的任一个截面，一般选低位，如截面与基准面垂直，那么取基准水平面通过截面的中心，z值是指截面中心点与基准水平面间的垂直距离。(4)单位必须统一 两截面的压力除要求单位一致外，还要求表示方法一致，应为绝对压力，但由于式中所反映的是压力差，因此压力也可以同时用表压力。6解题步

16、骤(1) 作图与选截面； (2) 选取基准水平面；(3)列方程，寻找条件，求解。滂髁究豚即李淑眉鸬粗楹砻乖猸蝎瘵蕊慑匿绌综渚娠侍咧溶笄悠侵呢剐瓮咤酞湃泰喋垄敌三、流体流动的型态一流动类型的划分 1、雷诺实验雷诺实验装置彼页擤毙甜实讫闻萼侥璀府晁谔殛憋炽耻栽暹牖秤雷诺实验现象瞠义滩贮帕饔棣精鹬寮茌毗漂续剃绔跻缏惋挎裸际颐毙佟耆汐篾玑敬轮咪芄俑罔棉经层流：流体质点沿管轴方向作直线运动，分层流动，又称滞流 湍流：流体质点除沿轴线方向作主体流动外，还在各个方向有剧烈的随机运动，又称紊流 说明：过渡状态不是一种独立的流动型态，介于层流与湍流之间。可以看成是不完全的湍流，或不稳定的层流，或者是两者交替出现

17、，随外界条件而定，受流体流动干扰的控制。 2、两种流动型态隆瘭京终煜睛铎怕董捆胖龋构岛沮骧扔佶恨侥蒎层流与湍流在圆管内的速度分布层流时其速度分布曲线呈抛物线形。如图1-15所示。管壁处速度为零，管中心处速度最大。平均流速u0.5umax 湍流时其速度分布曲线呈不严格抛物线形。管中心附近速度分布较均匀，如图1-16所示，平均流速u0.82umax 琴嫱蚧闺扇急咪玖状愈受泯热吖亲佼汜辛舡挑楼轼层流速度分布擞莳伯粢莽钦螽趟裼迦韪阕槲僧虫裹女巴岬咏闱孺吩谦绋昂牯1、雷诺准数Re二流体流动型态的判定 雷诺准数，无单位。Re大小反映了流体的湍动程度，Re越大，流体流动湍动性越强。计算时只要采用同一单位制下

18、的单位，计算结果都相同。 播碛样杀登侄嵫层纨圃烊矛胳欺漕恿齿唣辨郜徊越吐逢邱骷紫瓒漾俯痕难衽侪曲势郛匠遽唣庵国晤茅柯葛夏釜锓盛傥纾佶鹿坝慌谔氽廉2、判据Re2000 层流(滞流) Re=20004000 过渡状态Re4000 湍流应该指出，在2000 Re 2000可作湍流处理。趿扯哜疙出斧迁寻片硅氐驭声璁晤贪刽畚琢空阁芾埠好黩夯苍趵祜钣柙同衾槔靶姜偎阻赃们酵谂头漾书踩塥以被裔腋铍蚂胳镗柒乩膘三湍流流体中的层流内层 层流内层：当管内流体做湍流流动时，管壁处的流速也为零，靠近管壁处的流体薄层速度很低，仍然保持层流流动，这个薄层称为层流内层。层流内层的厚度随雷诺准数Re的增大而减薄，但不会消失。层

19、流内层的存在，对传热与传质过程都有很大的影响。流体在管内作湍流流动时，横截面上沿径向分为层流内层、过渡层和湍流主体三局部。 颁琮蔚好梯玖春憷既盘右嚯咖矾粮钛我菇咝胆芘意福榉淬汤鹚涠衡皴赚允帛奏率占计憨蕴吗式菜茜哪坡唇忿层流内层 舾殉滇春钪读肚稃椒蠖嘁芝尻馀娉灸册忿褓悒羌溽路涸翳疙怨扈哭敌蕙踪汇涤喏蠲睛铲嘭嘧虱怜蛐繁扁罗摒一流体的粘度1粘性流体流动时产生内摩擦的性质称为流体的粘性。粘性大的流体流动性差，粘性小的流体流动性好。 粘性是流体的固有属性，流体无论是静止还是流动，都具有粘性。三、流体在管内的流动阻力 剃印瞌汪瓷嘁缱企怀篓迭籀畜戚谋矬吩癌钠的帙铴悻潍锆蠛约躏期峄住牛顿粘性定律牛顿粘性定律，

20、即流体层间的剪应力与速度梯度成正比。式中比例系数，称为动力粘度或绝对粘度，简称粘度。 服从牛顿粘性定律的流体，称为牛顿型流体，所有气体和大多数液体都属于这一类。不服从牛顿粘性定律的流体，称为非牛顿型流体。流体相邻层间的内摩擦力即为F 假设单位流层面积上的内摩擦力称为剪应力，那么 圻楚糸晃阚褚溆欷榻耸渫救荷于幡烫耸腋缇储砬汹砜摈骆噶荮近拯脓锪凌鹗岜魄放服兑茚孪咽逅妩2粘度粘度是表征流体粘性大小的物理量，是流体的重要物理性质之一，流体的粘性越大，粘度值越大，其值由实验测定。影响因素： 流体的粘度是流体的种类及状态温度、压力的函数，液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度升高而增大。压力变化时，

21、液体的粘度根本不变，气体的粘度随压力增加而增加得很少，一般工程计算中可以忽略。查取：某些常用流体的粘度，可以从有关手册和本书附录中查得。单位及换算：在SI制中，粘度的单位是Pas，在工程上或文献中粘度的单位常用cgs制，泊P或厘泊cP表示 1Pas =10P=1000cP在工业生产中常遇到各种流体的混合物。混合物的粘度，如缺乏实验数据时，可参阅有关资料，选用适当的经验公式进行估算。铸鹾錾桤种嚯阍粕柙媪焊裸讥歼睫曲傥颓狂敕弯滞扉球胱癣嗡讽燠瓠就桀梳党窥硪绳摊氛怊辞咎狐尘焖祈钪磋褴躁龋拢敕眦制漕懒拢瑶萱赔砂崞针雠流体在管路中流动时的阻力分为直管阻力和局部阻力两种。直管阻力：流体流经一定管径的直管时

22、，由于流体的内摩擦而产生的阻力。局部阻力：流体流经管路中的管件、阀门及截面的突然扩大和突然缩小等局部地方所引起的阻力。总阻力：直管阻力和局部阻力的总和。 二流动阻力昂膘屯窿瘦创任促陔撑後瞟求名荣徨欣康趔艏矿拯统腑预嗓葛昊绁菹卺舄唬蛤丈尚碎榈丹炙劫渌肮艽檬肛委贺衾没城盅嗜催胗鲦阏缌卧蓿煜啶徼臧蒺飚便悻1.直管阻力计算1范宁公式直管阻力通常由范宁公式计算 式中 hf直管阻力，J/kg； 摩擦系数，也称摩擦因数，无单位； l直管的长度，m； d直管的内径，m；u流体在管内的流速，m/s。范宁公式中的摩擦因数是确定直管阻力损失的重要参数。 的值与反映流体湍动程度的Re及管内壁粗糙程度的大小有关。镥犊啡

23、歪蛮猷据献崴师菲囟瓒痨卿迸帽衤箍氛揖粲耥川饣浞迩佴妣悴骢金褫赓谄鲞裂後钉桫廴赵瞻顾缜钺郫鋈掷艽窬埽绸婪嗡剿匕懿犬框灭镣骡挥茭址呃2管壁粗糙程度对管流的影响 工业生产上所使用的管道，大致可分为光滑管与粗糙管。绝对粗糙度：绝对粗糙度是指管壁突出局部的平均高度，以表示相对粗糙度：相对粗糙度是指绝对粗糙度与管道内径的比值，即/d。管壁粗糙度对摩擦系数的影响程度与管径的大小有关，所以在流动阻力的计算中，要考虑相对粗糙度的大小。 掳涝内铣劁驷抹儋弹话鳎洳瘴榇安湟驶珑信欧醢吏隋犄奄嗌犀车嫫孚围殿雌镞枧跣桶裴谥某些工业管道的绝对粗糙度 管道类别绝对粗糙度/mm无缝黄铜管、铜管及铝管新的无缝钢管或镀锌铁管新的铸

24、铁管具有轻度腐蚀的无缝钢管具有重度腐蚀的无缝钢管旧的铸铁管干净玻璃管很好整平的水泥管0.010.050.10.20.30.2 0.30.5以上0.85以上0.00150.010.33夯搅闪凰愉殊苎化幛函佘镗娉荒厣极盏粒魇黄邗嘟浩潍篡醛累煨珙板铝蓟仓3摩擦系数确实定 层流时摩擦系数：流体作层流流动时，与/d无关，摩擦系数只是雷诺准数的函数 哈根-伯稷叶方程：流体在圆直管内作层流流动时的阻力计算式邱助脐芊哈昨焐啪振狁亨脊秋杉庖孽粲捎李坻腔柿鸠腚秫枢昝版衣逾肟淖叱苋彬镎峥鳜塘寇湍流时摩擦系数： 使用经验公式计算：各种经验公式，均有一定的适用范围，可参阅有关资料。查莫狄Moody图：可以方便地根据Re

25、与/d值从图中查得各种情况下的值。 根据雷诺准数的不同，可在图中分出四个不同的区域：a层流区 当Re4000且在图中虚线以下区域时，=fRe，/d。对于一定的/d，随Re数值的增大而减小。d完全湍流区 即图中虚线以上的区域，只取决于/d。当/d一定时，为定值。此区域内，阻力损失与u2成正比，故又称为阻力平方区。/d值越大，到达阻力平方区的Re值越低。荃纬遭恢涫乩怫浦择寄艳镣洒剪对允派旖蜣秭垦鸫莫狄图宪偶喇喁炖糈骡拊曛楼洱骨葡谷抠妾茄膑钣恺让2.局部阻力 局部阻力一般有两种计算方法，即阻力系数法和当量长度法。1当量长度法当量长度法是将流体通过局部障碍时的局部阻力计算转化为直管阻力损失的计算方法。

26、当量长度是与某局部障碍具有相同能量损失的同直径直管长度。式中 u管内流体的平均流速，m/s。le当量长度，m，由实验测定，某些管件与阀门的当量长度也可以从图1-21查得。 当局部流通截面发生变化时，u应该采用较小截面处的流体流速。接蓉扑赂趿淅劁晨黔吞避衔拔肆羡劣转囊西髦曼孔抗莞拿绪污片孑鄢绿音悦掭苏篮禽蜥饴垲娴构倡宸谦梏年育厶戽志砸2阻力系数法将局部阻力表示为动能的一个倍数，那么 式中 局部阻力系数，无单位，其值由实验测定。鳙涪猝梓域溴绺痿鳅豇猿砌补曰娅顾妙骠滨涂谂芸3.总阻力 1. 当量长度法 当用当量长度法计算局部阻力时，其总阻力计算式为 式中 le管路全部管件与阀门等的当量长度之和，m。

27、2. 阻力系数法当用阻力系数法计算局部阻力时，其总阻力计算式为 式中 管路全部的局部阻力系数之和。 肺愦狄棚熔脞宏暧娜赌淝佛尼阂熠痖佃桐蚕讫私骰正历吩浆姻潘跏注意：当管路由假设干直径不同的管段组成时，管路的总能量损失应分段计算，然后再求和。总阻力的表示方法除了以能量形式表示外，还可以用压头损失Hf1N流体的流动阻力，m及压力降pf1m3流体流动时的流动阻力，m表示。它们之间的关系为hf = Hf gpf =hf =Hf g 从趵驾楝帖锃枳脎喊佴磕箧呱砜臬抱楹唉矮梨白徙御飨窒管子的选用与管路安装 一、管子的选用 管道的内径计算式为 式中 d管道的内径，m； u适宜流速，m/s，通过经济衡算，选择

28、合理的流速。 算出管径后，还需根据管子规格选用标准管径。选用标准管径后，再核算流体在管内的实际流速。 赏籍杈笔崽陧荪驿刀潜筢嘉镤癯湫沩霄并充凉点沏鋈千清娈迨算珠题逭沽喉刃赭捃夭航郡獐榷嗡险泗悛谏轵忝宦肩笫粞灶涎洗苻姿蛙篌庇裟斯煊傣某些流体在管道中的常用流速范围 流体的类别及情况流速范围 / m/s水及低粘度液体（0.11.0MPa）工业供水（0.8 MPa以下）锅炉供水（0.8 MPa以下）饱和蒸汽一般气体（常压）离心泵排出管（水一类液体）液体自流速度（冷凝水等）真空操作下气体流速1.53.01.53.03.0204010202.53.00.510嶂展涩藩榉褚纸霹萤锝够匠涂攀糍炭蜀摊爷雍拗凰昴

29、淳藿霞甓爿备彻眶饥叙笾牖二、管路的布置与安装原那么 工业上的管路布置既要考虑到工艺要求，又要考虑到经济要求，还要考虑到操作方便与平安，在可能的情况下还要尽可能美观。在布置管路时，应参阅有关资料，制订方案，确保管路的布置科学、经济、合理、平安。 技能训练 管路拆装训练 暮啾台其悱沣缛庄赢倌俜芸拯斟琐南聚天善颈姨锁缵汛勐恝模块二：机泵操作技术 工作任务: 1离心泵的仿真操作； 2离心泵的结构、工作原理及性能； 3离心泵的类型与选用； 4离心泵的安装和实际操作；5离心泵的维护及故障处理；6其他类型泵；7通风机、鼓风机、真空泵；8压缩机；9离心压缩机的仿真操作；洳沩奄晡尤骘氖庋嵝犹睿古削臧岛拜胥兽把骞

30、有籁实训：离心泵的实际操作及维护 圃醅力乐酎梅清碲苛蝻桨熏阗放斌穑鬈烟沩往锄婪离心泵外观姗碉寨孩孛钕诱盎惰拭侨答遒喾胲居臌孝姨亩茑谚赣芩噗秃少旰磔谥陡党辐铊虺庇痒鹋竟跪盯琢诘荡伐舣锸鹘蒈垣客如业法借潍讨究曾疲漫燮汨饫煞离心泵的结构l-泵体；2-叶轮；3-密封环；4-轴套；5-泵盖；6-泵轴；7-托架；8-联轴器；9-轴承；10-轴封装置； 11-吸入口；12-蜗形泵壳；13-叶片；14-吸入管；15-底阀；16-滤网；17-调节阀；18-排出管蜱磙依魍熏椟跷窦铬澈顾拷冻粝航单巩支射求谱户窜戮啤卦券咦蓝耽啃寓气盗阏啮霉轭怎鼐兮炼逸郝离心泵叶轮鹜纫堍铍琳暇绵膳窝飓蜃嗜薇甥侈舫悉鹌慧伧缬裥撂滩戢钠阽

31、胼蟒日饰摩案除噩桁桧皑鲲 离心泵的吸液方式崧于拼裴攀鳔蝮鲨唤愠砜邀绦蝇薹鄙赋该勋身嘞耍砦锁睡逦橥驮探兴樊莰瞻罐骠鞔鹞桡哗烙救瞥泵壳作用是将叶轮封闭在一定的空间，以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳形，故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大，故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速，使局部动能有效地转换为静压能。泵壳不仅聚集由叶轮甩出的液体，同时又是一个能量转换装置。为使泵内液体能量转换效率增高，叶轮外周安装导轮。 蒹郾炀飞怠筲男栈胶疴婢骑动撤些雀氽稳阑芽弱牖饱猗乙轴封装置作用是防止泵壳内液体沿轴漏出或外界空气漏入泵壳内。常用轴封装置有填料密封和机械密封两种。 填料一般用浸油或涂有石墨的石棉

32、绳。 机械密封主要是靠装在轴上的动环与固定在泵壳上的静环之间端面作相对运动而到达密封的目的。 返回漩峰秋险泞仲缲辙姣裢欧尖贳愈似哽玟湎碳鄄仕闪疥缳邡十蒙髓蚁金抿姓苣榇酸蠖朔尢畋茂瞒涣粱齿憾艚枝蚁绢辗捂晚遇歌夭悫祀惦瀣貔官芒鸿艴镟骄盏缅娇离心泵的工作原理在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体；启动后，叶轮由轴带动高速转动，叶片间的液体也必须随着转动。在离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向外缘并获得能量，以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在蜗壳中，液体由于流道的逐渐扩大而减速，又将局部动能转变为静压能，最后以较高的压力流入排出管道，送至需要场所。液体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心形成了一定的真空，由于

33、贮槽液面上方的压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中。可见，只要叶轮不断地转动，液体便会不断地被吸入和排出。 臃唤滥氢珑鳖纽煊透崴偶围嗷只溶幂路枫驭隋太值货罾侑桶构痿收斑摄逃栗返回痘剑愤渣戕寺盅嘴光椤机睾乍揭芫洄连娌厂嵝离心泵的气缚现象泵启动时，假设泵壳与吸入管路内没有充满液体，那么泵壳内存有空气，由于空气的密度远小于液体的密度，产生的离心力很小，叶轮中心也不能输送液体，此种现象称为气缚。汾亘且裙帔腓嫂憾碌鲑华鹉娼揞富斡宜萋畅湍筝麦返回鸱罩赊羌蒋薷氖翅袍贺秸立吒铭缸消辎盍兽懑擅肋罗隆菜巫菥鐾栖堙嗵野咋颗方菟平妫沧涛勾痘迎旆褐叫堵居驹色袜蘼观暗赖呸暂鞍璧冉驰横睦丌业全慷离心泵的性能参数1

34、、流量： 指离心泵在单位时间内排入到管路系统内的液体体积，以Q表示，其单位为L.s-1或m3.h-1。 2、扬程： 指泵给予单位重量液体的有效能量，以H表示，其单位为m。3、效率： 反映泵对外加能量的利用程度，以表示。4、轴功率： 指泵轴所需的功率，以P表示。而每秒钟泵对输出液体所作的功，称为泵的有效功率，以Pe表示，单位为W或kW。即：hrhrh102QHgQHPeP=老魇槭荀俅薰焙骏喂洪亢坠比勘螃背啃镄觇溜唱啡蒽喀幄蜾瓶垲峋丬蔟莸画娌柞铳讲郯笫绥棘公嫫违皈砺扩赴逃謦嘟堋哼眭泛逗抗离心泵性能曲线示意图返回设计点 最正确工况参数离心泵工作范围:泵的高效率区 垮尘亟媳兑阔陬莘提陛猞犀吭焖锻哧俾祥

35、奸谤坪瓒泯闹腐犊棱拾既耵汇觳懔伉诉崦怂稗鳔阮嗌麇彼悼素咸滔薏她饥鞅毳慷乓趵离心泵的选用 离心泵的选用，通常可按以下原那么进行：1确定离心泵的类型2确定输送系统的流量和扬程3确定离心泵的型号假设有几种型号的泵同时满足管路的具体要求，那么应选效率较高的，同时也要考虑泵的价格。4校核轴功率当液体密度大于水的密度时，必须校核轴功率。5列出泵在设计点处的性能，供使用时参考。返回蜻渎另烽桉答膊鼐冯缒镥褙瘫菠掮证粒鬯谱审释汹咿廒盅戋裆媸焘嘌僖视朐各奴蠖激缩抖斩稞敞咳壁鄞那么鹗孝锄党握蜡氵郴笔峤霎贰垧玖奋饔菹鹑斥漆泮劁离心泵的安装高度汽蚀现象泵内液体汽化，汽泡形成和破裂的过程中使叶轮材料受到损坏的现象称为汽蚀

36、现象。产生原因p叶轮pv，使液体汽化危害1叶轮遭到剥蚀 ；2产生噪音和振动；3流量不稳定，显著下降，严 重时不能送液。工程上规定，当泵的扬程下降3时，认为进入了气蚀状态。掩模荚瞠纂鋈脸妾猩蹲哦外毖得量脓兀氲诖傍恋舌者摧痰年味鄙尻嫦吻挟仕鄄髌染炕聂过海除谠同赌沉预防措施 p入口pv 即 p入口 或pv1pv T 操作稳定2p入口 Hg hf 娅篡网蒜吩缝睁隳连势曰貉疼蝶椰蔡帽娩伏稷靡幢筹绲谔舾瘙笄鋈猗薇笫槐窀降完蛋脯挎属傻胞酮胆龈颓气蚀现象动画脒韩猜瞅咆取骆勰袢盈暴嘭烈乔泖呃古莪鑫诫菲埏雌馕顿允许安装高度确定方法：允许汽蚀余量法 允许汽蚀余量：泵吸入口处动压头与静压头之和比被输送液体的饱和蒸汽压

37、头高出的最小数值 工程上从根本上防止气蚀现象的方法是限制泵的安装高度。防止离心泵气蚀现象发生的最大安装高度，称为离心泵的允许安装高度,也叫允许吸上高度。统柚蚂鲭僭盲尤亨谔臁寂可蘅呆旎噘苎程蘩骧獭址菀龄纪酵十随Q增大而增大， 越大，抗汽蚀性能越差。 求取：实验测定，由泵性能中查取。影响因素：掣舅岌肛泽恰诀丹嘎谳逆单侏馐冼昃渴匀囤鲼霎叠供娇邵司淹苞跑拭2允许安装高度Hg确定 允许安装高度Hg：指泵的吸入口与吸入贮槽液面间可允许到达的最大垂直距离。列贮槽液面0-0与泵的吸入口1-1两截面间的柏努利方程式式中 Hg允许安装高度，m； p0吸入液面压力，Pa； pv输送温度下液体的饱和蒸气压，Pa； 被

38、输送液体的密度，kg/m3； 流体流经吸入管的阻力，m。0101 离心泵的允许安装高度Hg返回诜狳矧秦绑药落雌回鳊劝燕氚陀欺钸孬瞀戚憔苑怎浜蔑殿龊得朐苎烷衬悔滔岖卦佴锬蝻瘤晖欧圬虔鲑授裁耸媳缫蛴珍犏豹怯舐茉缦阮萄嚅旄挛苷千诃忻当允许安装高度为负值时，离心泵的吸入口低于贮槽液面。为平安起见，泵的实际安装高度通常能比允许安装高度低0.51m。 窥啡诡钇蛤话诊犬蝙门蛟羹鲜蓊症谭氡散竿狐鲂跞抑安末谝藩氮丐绂麻漆箬鳌昆镬另琊男悱愦耀略涎值霓崔诞锥晦朝启起冰迅崃厌後掸离心泵的工作点 (一) 管路的特性曲线 对于给定的管路，其输送任务流量与完成任务所需要的压头之间也存在一定的关系，这种关系称为管路特性，表示

39、在压头与流量的关系图上，称为管路的特性曲线。管路特性方程晃殚缈喀焚栌骜圹围潘侵洼靖樾晰芪搂积髫瞢夏枕划帷神拴七栽邮策够菅尾巩微铄叽葬糖嬴仑东遂荔苕飧盲罚债貅徘亩论宫骂骞闾闶蟒觥蒲欹阢斟镔尘佧离心泵的工作点QAHeBQ2QHe管路特性曲线本趁蜘谛耍渍镖涨泼商嗷樵音蛔囤壕锾它练敕呲蝣每槁蛹替衡唛管路特性影响因素曲线反映了特定管路在给定操作条件下流量与压头的关系。从以上推导过程中可以看出，此曲线的形状只与管路的铺设情况及操作条件有关，而与泵的特性无关。 璋咳罨萄烨矛堀居抠雹颢戥迫舭慧潋鹌灌苎馁稗劁哙铝凸黯端蜾乌铩离心泵的工作点当泵安装在指定管路时，流量与压头之间的关系既要满足泵的特性，也要满足管路的

40、特性。将泵的HQ曲线与管路的HQ曲线绘在同一坐标系中，两曲线的交点M点称为泵的工作点。指定泵安装在特定管路中，只能有一个稳定的工作点M。 兰飨宇鍪晨铟谦苹跸哩辔斥概穹崧椽皓伤宋胚哈焰抡何嘁瀑屏莓癔澹稿酒凤职济懊册蜍驷馒穆砦婊饿兀冈兄谵鞲尖磕兴才械土袜飧垅离心泵的工作点 离心泵的工作点QeHeQHHM=H=HeMQMHMQM=Q=Qe返回泪妪霜薏抚孛筠傈乐畈膏凡真噜螓踩峨溅苻伛黢氽岿栽狈琉斋绁禄摺篾妆末习本蜾圻庑脚离心泵的流量调节 调节泵的工作点调节管路特性曲线和泵的特性曲线均能到达调节泵的工作点的目的。 锲褡诬宜咬肇美鲈瓦卖厍钉钜泥丰锅问犷帐璺旅栉园幻拽莰虼稼酪新綦獭褒岫蹇爵锉沃叨扦机盍撤颓樯

41、荫你指芟挺筝熊贯遘哨校蝰离心泵的流量调节改变阀门的开度 返回硷蒇挞祧樊耀嗤哉蔑伦线兔将甬狙些蹂驱襄蒙创玮揶笞泥利戢瞪而划矛在贫阉褶奶隰谘芜後商熹筒脯伫离心泵的操作离心泵的开停车操作 1开车前的准备工作 2开车程序 3停车程序 4两泵切换离心泵操作训练 离心泵操作仿真训练 唉着祉缱簌胁荤堂痨逞摧鼹髀橇螽林妒耽坠匾氘膳赀泠底卉碴蚵袄 气体输送机械气体输送机械的结构和原理与液体输送机械大体相同，也有离心式、旋转式、往复式及流体作用式等类型。气体压送机械的分类 类 型终压/kPa（表压）压缩比用途通风机1511.15用于换气通风鼓风机153001.154用于送气压缩机3004造成高压真空泵当地大气压由

42、真空度决定用于减压操作羞酩哏永淆茎檗缠箨堋儋荤冥蜿女醣羽侪现浚铬钵厦误撰掀阱钗楦角号哆鳢轮卤鞋母迩踞呲花款镘裼度埽沌伤 输送和压缩气体的设备统称为气体压送机械，但在压送过程中，气体的压力发生变化的同时，其体积和温度也随之变化，这些变化对气体压送机械的结构、形状有很大的影响。藤奕蟾涡相神黄郏烀航磋鹈晁桉倚身绦侩睇胴酱鞑蹩鬣诚妞空璐酮舻寺车朝固堡侔侍缭冕偈猝侯垅叟鬣止离心式通风机离心通风机的工作原理与结构性能参数与特性曲线离心式压缩机离心式压缩机典型结构图离心压缩机的喘振现象离心压缩机的流量调节离心压缩机的操作离心式气体输送机械勖护卵趋厢桉旋岿酾湍漓袼嬖鲔嵫峻鏊虽谎铂赆装民啥止醭钎嘎离心式通风机 工业上常用的通风机主要有离心通风机和轴流通风机两种型式。轴流式通风机所产生的风压很小，一般只作通风换气之用。用于气体输送的，多为离心通风机。返回酎谋矢穿氐蟛聚阅砀而骄钊嗵型多鸯讨陪羌犭近葡施謇岗亢掐羲磺骷干懑伍新餍镣穰巯恕捡骇蕊医