流体流动过程.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,流体流动过程,1,二、,流体输送机械,叶片式泵、容积式泵、活塞式（容积式）压缩机、,速度式（透平式）压缩机,离心泵操作、选择与计算,三、流体通过颗粒层的流动,颗粒床层特性,床层压力降,过滤过程计算与过滤设备,四、颗粒的沉降与输送,概念、原理和基本结构,2,例,1,圆柱形,储油罐中（顶部为带有排气孔的封头）盛有密度为的重油，油面最高时离罐底，油面上方与大气相通。罐侧壁下部有一直径为,600mm,的人孔，用盖压紧，圆孔的中心在罐底以上,800mm,。则作用在人孔上的总压力为（）牛顿。（,答案,:(3),),(1)24 764,；,(2)26 361,；,(3)25 563,；,(4)27 693,3,解：,先求作用于空盖内侧的压力。作用于空盖的平均压力等于作用于盖中心点的压力（可积分证明）。以罐底为基准水平面，压力以表压计，则,p,2,=p,1,+,g,(,z,1,-z,2,),=0+(0.961000)9.81(10.4-0.8),=90400 Pa,作用于空盖上的总压力,P=,pA=,(,p,2,-,p,外,)A=,(,p,2,-,p,1,),d,2,/,4,=(,90400,0),2,/,4,=25563 N,错误结果：,以顶缘为基准、以底缘为基准,4,解：真空情况下，绝对压力等于大气压减去真空度,(1)24 764；,例10 要铺设一根长1600m的钢筋混凝土管，利用重力从污水处理厂将处理后的污水排放到海面以下30m深处。,（3）泵需要的允许汽蚀余量=最小（必需）汽蚀余量（）m,例10 要铺设一根长1600m的钢筋混凝土管，利用重力从污水处理厂将处理后的污水排放到海面以下30m深处。,以罐底为基准水平面，压力以表压计，则,过滤过程计算与过滤设备,解：并联管路的流量分配遵循阻力相等的原则,例7 如图所示为丙烯精馏塔回流系统。,例1圆柱形储油罐中（顶部为带有排气孔的封头）盛有密度为的重油，油面最高时离罐底，油面上方与大气相通。,例12 输送管路对外加功的要求（案例，连锁题）,概念、原理和基本结构,例,2,某真空精馏塔的塔顶真空表读数为,400 mmHg,，当地大气压为,100 kPa,。则精馏塔内的绝对压力为（）。（,答案,:(1),),；,2,O,；,2,解：,真空情况下，绝对压力等于大气压减去真空度,特别注意单位的统一和换算,P,=,P,0,-,P,表,=100kPa-400mmHg,=100kPa-400,(133.3/1000),kPa,所以，答案,(1),正确,5,例,3,某石油化工厂用,108mm4mm,的钢管输送原油，原油的流量为,36 000kg/h,，密度为,900kg/m,3,，粘度为,s,。试判断原油在管中的流动类型为下列哪项。,（,答案,:(A),),(A),层流,(B),过渡流,(C),无法判断,(D),湍流,6,(A),层流,;(B),过渡流,;(C),无法判断,;(D),湍流,7,例,4,由三支管组成的并联管路，各支管的长度及摩擦系数均相等，管径比为,d1:d2:d3=1:2:3,，则三支管的流量比为（）。（,答案,:(1),),(1)1:4,2:93,；,(2)1:2:3,；,(3)1:4:9,；,(4),不确定,解：,并联管路的流量分配遵循阻力相等的原则,答案,(1),正确,8,例,5,某天然气加压站将,25,o,C,的天然气自,45km,外经一根内径,400mm,的钢管送至乙地用户储蓄，输送量为,1700400Nm,3,/d,。已知用户储蓄罐压力为，操作条件下天然气的相对密度为。当天然气输送时若两地高差不大，通常可采用,Weymouth,公式计算天然气的体积流量：,加压站天然气压缩机送出天然气的初始压力应至少接近（,MPa,）？（,答案,:(1),),；,9,；,10,；,11,例,6,精馏塔底部用蛇管加热，液体的饱和蒸汽压为,1.09310,5,N/m,2,，液体密度为,950 kg/m,3,。采用,形管出料，,形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管,AB,连通（见图）。试求（,1,）为保证塔底液面高度不低于,1m,，,形管高度,H,应为多少？（,2,）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，,形管出口液封高度,H,至少应为多少？,解：,（,1,）,因,A,、,B,连通，所以,H,=1 m,（,2,）,12,例,7,如图所示为丙烯精馏塔回流系统。精馏塔内操作压强为,2,（表压），槽内液面上方压强为,2,（表压），塔内,丙烯入口距离槽内液面的高度差为,30m,，管子规格为,108mm4mm,，输送量为,40t/h,，丙烯密度为,600 kg/m,3,，管路全部阻力（不包括出口阻力）为,150J/kg,，试问完成此输送任务是否需要装泵？,13,解：,设贮槽液面为,1-1,截面，且为基准水平面，塔内丙烯入口内侧为,2-2,截面。在,1-12-2,截面间列柏努利方程：,14,例,8,某厂一有蒸汽锅炉，每小时产生烟道气,360000m,3,，烟气需要通过烟囱排入大气中。烟囱底部气体压强较地面上的大气压强低,25mmH,2,O,。设烟囱是由钢板铆接而成的圆筒，内径为，烟囱中气体的平均温度为,260,，在此温度下气体的平均密度为,0.6 kg/m,3,，平均粘度为。大气的温度为,20,，在此温度下，在烟囱高度范围内，大气的平均密度为,1.15 kg/m,3,。问此烟囱需多少米高？（设相对粗糙度,）,解,:,（,1,）,计算摩擦系数,15,（,2,）,衡算截面的选取,设烟囱底部内侧为,1-1,截面，且为基准水平面，烟囱顶部内侧为,2-2,截面。在,1-1,与,2-2,截面间列柏努利方程：,（,3,）,相关参数的确定,16,对于烟囱内侧烟气压力,p,2,等于烟囱外侧空气压力,p,2,空气,，而空气看作静止，根据静力学基本方程,（,4,）,烟囱高度求取,将各已知条件代入柏努利方程得：,解得：,H,17,例,9,如图所示，用离心泵向密闭高位槽送水。高位槽气相压力为,118kPa,（表），在特定转速下，泵的特性曲线可用,10,4,Q,2,（,Q,单位为,m,3,/s,）表示。当水流量为,3,/s,时，流动进入完全湍流区。现改送,=1200,kg/m,3,的水溶液（其它性,质与水相近）而其它条件不变。试求：输送上述水溶液时离心泵的流量及有效功率。,解,:,（,1,）管路：,18,由,可得：,（,2,）密度，管路：,由,，,可解得：,所以，当,p,0,时，,上升，,Q,上升，,H,下降，,Ne,上升,19,例,10,要铺设一根长,1600m,的钢筋混凝土管，利用重力从污水处理厂将处理后的污水排放到海面以下,30m,深处。污水的密度、粘度基本上与清水一样，海水密度为。若蓄水池的水面超过海平面,5m,，所蓄污水就从池边溢出使厂受淹。现拟采用的管内径为,2m,，问能否保证,6m,3,/s,的高峰排放流量？若能，则此时的水平面距蓄水池的边沿有几米？已知管入口阻力系数为，管壁粗糙度为,2mm,，水温,20,o,C,，管道上装闸阀。,解,:,若直接计算管内流速是否能使流量达到,6m,3,/s,，就需要试差，为避免试差，可计算蓄水池水面需在海平面以上几米才能保证流量达到,6m,3,/s,，若此时水面高度不到,5m,，池内的水便不至溢出。,20,21,排放量达到高峰时，池内液面在海平面以上，尚不致从池边溢出，距池边尚有。,22,23,例,12,输送管路对外加功的要求（案例，连锁题）,分析,伯努利方程,各阻力系数,（,1,）沿程阻力 吸入管,1,=,；压出管,2,=,（,2,）局部阻力,A,突然收缩,A,；,B,90,o,弯头,B,；,E,阀门,E,；,F,90,o,弯头,F,；,G,突然扩大,G,=1,24,25,解：并联管路的流量分配遵循阻力相等的原则,试求（1）为保证塔底液面高度不低于1m，形管高度H应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，形管出口液封高度H至少应为多少？,解：先求作用于空盖内侧的压力。,例8 某厂一有蒸汽锅炉，每小时产生烟道气360000m3，烟气需要通过烟囱排入大气中。,设烟囱底部内侧为1-1截面，且为基准水平面，烟囱顶部内侧为2-2截面。,当天然气输送时若两地高差不大，通常可采用Weymouth公式计算天然气的体积流量：,(A)层流;(B)过渡流;(C)无法判断;(D)湍流,解:若直接计算管内流速是否能使流量达到6m3/s，就需要试差，为避免试差，可计算蓄水池水面需在海平面以上几米才能保证流量达到6m3/s，若此时水面高度不到5m，池内的水便不至溢出。,当水流量为3/s时，流动进入完全湍流区。,p2=p1+g(z1-z2),试求（1）为保证塔底液面高度不低于1m，形管高度H应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，形管出口液封高度H至少应为多少？,（3）相关参数的确定,过滤过程计算与过滤设备,以罐底为基准水平面，压力以表压计，则,例1圆柱形储油罐中（顶部为带有排气孔的封头）盛有密度为的重油，油面最高时离罐底，油面上方与大气相通。,E阀门 E；,则精馏塔内的绝对压力为（）。,26,27,例,13,液体种类对泵的安装高度的影响（案例，连锁题）,分析,伯努利方程,（,1,）沿程阻力,=,（,2,）局部阻力,=2,（,3,）泵需要的允许汽蚀余量,=,最小（必需）汽蚀余量（）,m,h=h,min,(m),（,4,）允许安装高度,避免汽蚀的发生,p,2,=p,v,28,29,30,31,谢谢观看,谢谢观看,