（中职）化工生产单元操作1-1教学课件

（中职）化工生产单元操作1-1教学课件流体输送学习内容流体性质流体输送设备流体流动规律流体输送方式单元操作1-1流体输送21、了解流体输送相关知识、设备及在化工生产中的应用；2、理解流体的基本性质、液体流动所遵循的规律—连续性方程、流体内部压力变化规律和柏努利方程；3、掌握常见流量测量装置的使用方法、与流体有关物理量的获取方法、化工管路的组成、离心泵的使用与维护等知识。学习目标与目的单元操作1-1流体输送3任务1流体输送在化工生产中的应用一、流体的概念流动的物质：气体、液体的统称流体的特征:易于变形、流动性、无固定形状、流动时产生内摩擦力二、流体输送的目的化工生产中的物料大多为流体，流体的输送主要由以下几方面决定：工艺要求、传热传质、化学反应等的需要。4三、常见的流体输送方式1.高位槽送料化工生产中，各容器、设备间常常会存在一定位差，利用此位差将高位置处容器或设备中的物料输送到低位置处---------高位槽送液（料）。如图1-1所示塔顶产品回流就是靠高位槽实现的。此法送料时高位槽的高度必须满足输送任务的要求。图1-1连续精馏操作流程任务1流体输送在化工生产中的应用5真空抽料是指通过真空系统造成负压来实现流体从一个设备到另一个设备的操作，如图1-2所示。2.真空抽料任务1流体输送在化工生产中的应用图1-2真空抽送烧碱示意图2131--烧碱真空槽2--烧碱高位槽3—真空气包冷冻盐水出料排污来自碱贮槽去真空泵6真空抽料的特点：结构简单，操作方便，没有动件，但流量调节不便，需要真空系统，不适用于易挥发液体的输送。主要用于间歇送料场合。任务1流体输送在化工生产中的应用3.压缩空气送料压缩空气送料也是化工生产中常用的一种输送物料的方式，如图1-3所示的酸液输送装置。7压缩空气送料法结构简单无动件,可间歇输送腐蚀性大的易燃易爆的流体,流量小不易调节,难于实现连续操作。压缩空气送料时,空气的压力必须满足输送任务的要求。图1-3酸贮槽压送示意图来自贮槽压缩空气任务1流体输送在化工生产中的应用84.流体输送机械送料流体输送机械送料是指借助流体输送机械对流体做功，实现流体输送的操作。流体输送机械种类多，压头、流量的可选择范围广且易于调节，因此该方法在化工生产中应用广泛，如图1-1中的泵。选用此法输送流体时，应注意流体输送机械的型号必须满足流体的性质及输送任务的需求。总之流体输送过程中应注意以下几方面问题：1）流体的性质；2）流体流动的特征；3）流体流动的规律；4）流体阻力；5）化工管路的构成；6）输送机械的种类等。任务1流体输送在化工生产中的应用9任务2认识流体的物理性质流体的物理性质与流体的流动有着密切的关系，流体的物理性质包括密度、压力、粘度等，本节主要介绍流体的这些物理性质、影响因素及获取方法，为后续内容的学习打下基础。任务2-1密度与相对密度一、密度●定义:单位体积流体的质量称为密度.定义式:ρ=m/V式中ρ--------流体的密度，kg/m3；m--------流体的质量，kg；V--------流体的体积，m3。10●密度的影响因素

任何流体的密度都与温度和压力有关。工程上常忽略压力对液体密度的影响。但温度对液体密度的影响较大，故使用液体密度时一定要注明其温度，一般情况下温度升高，液体的密度减小，如水在273K时密度998.2kg/m3，373K为958.4kg/m3。●流体的可压性

在研究流体流动时，若压力的变化不大时，则可认为液体的密度为常数。密度为常数的流体称为不可压缩流体。所以液体一般情况下都可认为是不可压缩流体。任务2认识流体的物理性质11任务2认识流体的物理性质

●密度数据的确定

纯净液体的密度可由《物理化学手册》或《化学工程手册》等查取，如书本P283、P284、P285、P289可查出有关液体的密度数据，注意温度对密度的影响。P293表十二液体密度共线图的使用。混合液体的密度可由实验测定或由经验数据、公式计算得到。常见密度测定方法有比重瓶法、韦氏天平法、波美度比重计法等等。12在工程计算中，当混合前后的体积变化不大时，液体的混合密度可由下式计算，即1/ρ=w1/ρ1+w2/ρ2+…+wi/ρi+…+wn/ρn=Σwi/ρi

任务2认识流体的物理性质13一般来说气体是可压缩的，称为可压缩流体。气体的密度受温度压力的影响较大。但是，在压力和温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状态方程来计算密度。即或ρ=pM/RTp--------气体的绝对压强，kPa或kN/m2；M--------气体的摩尔质量，kg/kmol；T--------气体的绝对温度，K；

R--------气体常数，8.314kJ/(kmol.K)。任务2认识流体的物理性质14若为混合气体式中的M应为气体混合物的平均摩尔质量Mm代替。平均摩尔质量Mm由下式计算Mm=Σ（Mi.φi）式中φi----混合物中各组分的体积分数，对理想气体其体积分数等于压力分数、摩尔分数。或者由PV/T=PøVø/Tø或两边同除以质量m得：ρ=ρø(PTø)/(PøT)上标ø表示标准态，即273K、101.325kPa状态。任务2认识流体的物理性质151kmol气体在标准状态下的体积是22.4m3，故有：ρø=M/22.4混合气体的密度也可用下式计算ρ=Σ(ρiφi)任务2认识流体的物理性质例题1书本P7例1-1解:1)先求30t碱液的体积,为V=m/ρ=30000kg/1061(kg/m3)=28.275m3162)28.275m3的碱液装在直径为6m的贮槽内高度即为该贮槽液位下降的数值,即h=V/0.785D2=28.275/(0.785*62)=1m例题2书本P8例1-2解:混合液的密度可用1/ρ=w1/ρ1+w2/ρ2计算,而ρ1和ρ2可查附录五、十七水、甲醇分别在293K时的数据。例题3书本P8例1-3此题有3种解法：1）先分别求出氧气和氮气的密度，再用气体平均密度计算公式ρ=Σ(ρiφi)计算；任务2认识流体的物理性质172）通过平均摩尔质量Mm=Σ（Mi/φi），再用理想气体状态方程式ρ=pM/RT求取空气的的密度3）或用标准状态下空气的密度ρø=M/22.4转换为实际状态下的密度ρ=ρø(PTø)/(PøT)进行计算二、相对密度（比重）d流体的相对密度又称为比重或比体积，如用波美比重计测量出的就是被测液体的比重。Theend任务2认识流体的物理性质18任务2认识流体的物理性质相对密度（比重）是指一种流体的密度相对