流体输送技术课件任务三

流体输送技术课件任务三第一页，共二十六页，2022年，8月28日（1）流体静压力的测量（2）液位的测量（3）液封及液封高度的计算一、流体静力学的应用第二页，共二十六页，2022年，8月28日例如附图1-6所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力差，安装一U型压差计，试计算a、b两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。R=0.1m

第三页，共二十六页，2022年，8月28日任务三流体输送工艺计算主讲教师赵佩第四页，共二十六页，2022年，8月28日流体的流量

体积流量qvm3/s质量流量qmKg/s两者关系：qm=qvρ注意：气体流量用qv表示应注明T、p3.1流量和流速第五页，共二十六页，2022年，8月28日流体的流速

（平均）流速u＝qv/Am/s质量流速G

Kg/（m2·s）两者关系：

G=qm/A=qvρ/A=uρ注意：气体流速用u表示时注明T、P

第六页，共二十六页，2022年，8月28日管径的计算

管子的规格

qv——生产任务决定

u——适宜流速

d——圆整到标准规格

经济因素（设备投资、操作费用）

根据管子类型（材质、结构等）不同，有不同的表示方法圆形管道内径：

第七页，共二十六页，2022年，8月28日讨论：

u增大,管子直径d减小,管路设备投资费用少,但因流速增大而导致的动力消耗增大,操作费用增大;相反,流速小,管子直径大,动力消耗小。流量一般为生产任务所决定，而合理的流速则应根据经济权衡决定，一般液体流速为0.5～3m/s。气体为10～30m/s。

第八页，共二十六页，2022年，8月28日想一想参考教材例题1-6，说明如何选择管子直径，分为哪些步骤？第九页，共二十六页，2022年，8月28日稳定流动：流动系统中各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化。不稳定流动：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。工业生产中的连续操作过程，如生产条件控制正常，则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3.2稳定流动和不稳定流动流速，压强，密度第十页，共二十六页，2022年，8月28日想一想：有溢流装置的恒位槽系统中流体的流动；若没有流体的补充，槽内的液位不断下降时流体的流动？第十一页，共二十六页，2022年，8月28日动画第十二页，共二十六页，2022年，8月28日因为故推广说明：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则随管道截面积和流体密度的不同而变化。3.3稳态流动时的连续性方程物料衡算第十三页，共二十六页，2022年，8月28日对不可压缩流体，为常量，则有：若在圆管中：说明：不可压缩流体在圆管内作稳态流动，速度与管径的平方呈反比。推广说明：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。第十四页，共二十六页，2022年，8月28日伯努利方程——预备知识

（一）流动系统的能量位能：流体因处于重力场中而具有的能量。单位质量流体的位能为动能：流体因具有一定流动速度而具有的能量。单位质量流体的动能为静压能：流体具有一定的压力而具有的能量。单位质量流体的静压能为位能是相对值，计算时需规定基准水平面第十五页，共二十六页，2022年，8月28日压头损失损失能量①②位能静压能动能外加功位头压力头动压头外加压头

实际流体具有粘性，流动过程中有能量损失；流体在输送过程中可能需要外加能量。机械能衡算3.4柏努利方程第十六页，共二十六页，2022年，8月28日理想流体的伯努利方程说明：①理想流体稳定流动时，总机械能为一常数。②理想流体在流动系统的各截面上所具有的总机械能相等，而每一种形式的机械能不一定相等，但三种形式的机械能可以相互转换。注意：可压缩流体若压力变化较小时仍可用柏式进行计算，但流体密度ρ应以两截面间流体的平均密度ρm来代替。第十七页，共二十六页，2022年，8月28日伯努利方程式使用条件(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。伯努利方程的应用

(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)确定管路中流体的压力(4)流量测量第十八页，共二十六页，2022年，8月28日1、选截面：

a.垂直；b.沿流动方向上游为1截面，下游为2截面。2、选基准面：水平、可任选。3、列方程，寻找已知条件，求解。4、单位必须一致，各物理量单位换算成一致的，对压强表示方法也要一致，同时用绝压或同时用表压。解题要点、步骤第十九页，共二十六页，2022年，8月28日例1-6

用泵将贮槽中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩。泵的进口管为Φ89*3.5mm的钢管，碱液在进口管的流速为1.5m/s，泵的出口管为Φ76*2.5mm的钢管。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为7m，碱液经管路系统的能量损失为40J/kg，蒸发器内碱液蒸发压力保持在0.2kgf/cm2（表压），碱液的密度为1100kg/m3。试计算所需的外加能量。

第二十页，共二十六页，2022年，8月28日移项，得根据连续性方程，碱液在泵的出口管中的流速为解:取贮槽的液面1-1为基准面，蒸发器入口管口为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方程式，即

因贮槽液面比管道截面大得多，故可认为u1≈0。将已知各值代入上式，则输送碱液所需的外加能量为

第二十一页，共二十六页，2022年，8月28日例1-7

从高位槽向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？

解:

在1-1及2-2截面间列柏努利方程式，1-1截面就是高位槽的液面，因为要求计算高位槽的液面比塔入口处高多少米，所以把1-1截面选在这里就可以直接算出所求的数值x，同时在液面处u1.p1均为已知值。2-2截面选在管出口处。以0-0截面为基准面，则

第二十二页，共二十六页，2022年，8月28日

高位槽截面与管截面相差很大，故高位槽截面的流速与管内流速相比，其值很小可以忽略不计，即u1＝0。将已知数值代入，则计算结果表明，动能项数值很小，流体位能主要用于克服管路阻力。

第二十三页，共二十六页，2022年，8月28日现场教学，利用实验装置进行能量转换实验操作，编制实验方案。3.5能量转换实验第二十四页，共二十六页，2022年，8月28日