注冊化工02第二講

5.3可壓縮氣體的管路計算特殊性：ρ為p的函數(shù)機械能衡算式：簡化：①氣體位能很小，可忽略②等溫流動或溫差不大沿直管不變，λ也不變得

ρm為pm=(p1+p2)/2下的密度工程計算(三)

用d=300mm,l=90km的管道輸送5000kg/h的煤氣，該煤氣在標準態(tài)下密度ρ0=0.62kg/m3，管道λ=0.016，管中煤氣溫度恒定在18℃,起點壓強600kPa(絕)。求：管道末端煤氣壓強為多少kPa(絕)？解：質量流速迭代求得

p2=188kPa(絕)6流速和流量的測量6.1畢托管沿流線從1至2排柏努利方程

u2=0

根據(jù)h1,h2的指示可算出點速度6.2孔板流量計流量C0=f(Red,m),m=A0/A1文丘里流量計孔板流量計的特點：結構簡單，阻力損失較大文丘里流量計特點：阻力損失較小，造價較高

6.3轉子流量計轉子力平衡：(p1-p2)Af=Vf

ρfg由1-2能量守恒式：重力=浮力+動壓差力

轉子流量計的特點：恒流速、恒壓差刻度換算：出廠標準：液體氣體工程計算(三)刻度換算用轉子流量計計量乙醇流量，已知：，，測量范圍內CR為常數(shù)，現(xiàn)讀數(shù)為5m3/h，實際流量為多少？解：出廠標定流量計比較畢托管：測得點速度，流量須計算孔板流量計：測得銳孔平均速度，

A0恒定,u0變化,Δp變化,不易阻塞轉子流量計：測得的流量讀數(shù)需換算

Δp恒定,u0恒定,A0變化,易阻塞

7非牛頓流體的流動非牛頓流體的基本特性粘度1.1流體輸送機械分類液體輸送機械動力式：葉片式：離心泵、軸流泵、旋渦泵射流式：噴射泵容積式：往復式：活塞泵、柱塞泵、隔膜泵旋轉式：齒輪泵、螺桿泵、羅茨泵氣體輸送機械動力式：葉片式：離心式、軸流式、混流式射流式：噴射式真空泵容積式：往復式：活塞式、柱塞式、隔膜式旋轉式：螺桿式、羅茨式、液環(huán)式第二部分流體輸送機械目的：給流體加入機械能1．1管路特性從1至2截面

高度湍流，K與流量無關1．2管路特性的影響因素阻力部分：①管徑d②管長l、le或ζ③勢能增加部分：①位差Δz②壓差Δp③密度ρ2離心泵2．1離心泵的工作原理1．主要構件葉輪：迫使液體高速旋轉，形成離心力場中心加入低勢能、低動能液體外緣輸出高勢能、高動能液體蝸殼：流道逐漸擴大，將動能部分轉化成勢能

2．理論壓頭

離心泵理論壓頭影響因素①葉片彎角β2和流量qV后彎葉片：機械效率高②葉輪轉速n

u2=nπD2

如果qV∝n，那么HT∝n2

③液體密度不出現(xiàn)

Δp∝ρ

gHT,氣縛現(xiàn)象

灌泵---吸入管裝單向閥(底閥)

泵啟動前:灌泵排氣2．2離心泵的特性曲線1．泵的有效壓頭容積損失:部分流體漏回入口處水力損失:μ≠0,葉片數(shù)目有限機械損失:軸承、軸封的摩擦揚程(壓頭)不等于升揚高度2．泵的有效功率

Pe=ρgqVHe

Pa隨流量qV單調上升泵啟動時關出口閥3．泵的效率泵的特性曲線測定d吸=38mm,d出=25mm,測得水流量qV=5×10-4m3/s,p壓=0.2MPa,p真=27kPa。求：He=?解：由泵進、出口列方程4．特性曲線的影響因素①密度:

ρ對He~qV,η~qV無影響;對Pa~qV有影響②粘度:

μ對He~qV,η~qV，Pa~qV都有影響③轉速:

當n變化<20%時，比例定律：如果則有

4．特性曲線的影響因素車削定律：如果則有

5．比轉數(shù)ns--綜合性能參數(shù)qV為流量m3/sH為揚程mn為轉速r/min2．3離心泵的流量調節(jié)和組合操作1．工作點2．流量調節(jié)①出口閥開度優(yōu)點：調節(jié)簡便、靈活缺點：能耗②改變轉速n節(jié)能，但不方便新老泵特性曲線關系時，∴(比例點)

例1已知：充分湍流，λ=常數(shù)，現(xiàn)將離心水泵由輸水改為輸送CCl4,ρ=1630kg/m3求：①當p1=p2時,qV

,H

,η

,p出

,Pe

;②當p1<p2時，qV

,H

,η

,p出

,Pe

。解：①管路特性不變,工作點不變,

qV不變,H不變,η不變。由點3至2排能量方程②管路特性曲線下移，因↓，圖解思維qV↑，H↓，η不定

例3圖示管路輸送液體,泵轉速n=2900r/min時，泵特性曲線為He=40-0.1qV2(He—m,qV—m3/h)流量為10m3/h,現(xiàn)欲采用降低轉速的辦法使流量減少30%(流動處于阻力平方區(qū))。求：轉速n’應降至多少？解：管路H=12+KqV2原工作點A:

qV=10m3/h

H=40-0.1×102=30m代入管路方程

新工作點B:

qV’=7m3/h;H’=12+0.18×72=20.82m將,同時代入泵特性方程H=40-0.1qV2得新泵特性方程將B點qV’=7m3/h;H’=12+0.18×72=20.82m代入得

n’=0.8018×2900=2325r/min易犯錯誤：解：=2030r/min對工作點的含義毫無認識.3．組合操作①串聯(lián)組合同樣流量下，兩泵壓頭相加

H單=φ(qV)，H串=2φ(qV)

例如：H單=20-2qV2

H串=40-4qV2

工作點

H’≠2H②并聯(lián)組合同樣壓頭下，兩泵流量相加

H單=φ(qV)，例如：H單=20-2qV2H并=20-0.5qV2

工作點

qV’≠2qV2.4離心泵的安裝高度1．汽蝕現(xiàn)象

葉輪入口K處壓強最低，Hg太大時，pK≤pV,液體汽化，形成汽泡，受壓縮后潰滅。后果：葉輪受沖擊而出現(xiàn)剝落泵軸振動強烈，甚至振斷2．必需汽蝕余量[Δh]由1至K：pK=pV,發(fā)生汽蝕,這時p1最小,最小汽蝕余量Δhmin必需汽蝕余量[Δh]=Δhmin+0.32．泵的汽蝕余量Δh定義由0至1：避免汽蝕：Δh>[Δh]或Δh-[Δh]>0允許安裝高度[Hg]為實際安裝高度Hg<[Hg]即可?；蛴迷试S吸上真空高度

再沸器循環(huán)泵例4圖示兩槽間要安裝一臺離心泵，常壓下輸送20℃水，流量qV=45m3/h,現(xiàn)有一臺清水泵,在此流量下He=32.6m，[Δh]=3.5m,已算得Hf吸入=1m，Hf壓出(閥全開)=6m。試問：這臺泵是否可用？解：應當滿足①安裝高度②揚程①=10.33-0.24-1-3.5=5.59m>Hg=3m②兩槽液面之間列管路方程

H=ΔZ+ΣHf=20+1+6=27m<32.6m該泵可以用，在使用中用閥門調去多余的能量。

解：應當滿足①安裝高度②揚程①=10.33-0.24-1-3.5=5.59m>Hg=3m②兩槽液面之間列管路方程

H=ΔZ+ΣHf=20+1+6=27m<32.6m該泵可以用，在使用中用閥門調去多余的能量。

2．5離心泵的類型與選用1．類型①清水泵---單級、多級、雙吸②耐腐蝕泵---用耐腐蝕材料③油泵---密封良好④液下泵---轉軸特別長⑤屏蔽泵---無密封、無泄漏2．選用①根據(jù)泵的工作條件，如腐蝕性、潛水等確定泵的類型；②根據(jù)管路所需的qV，H，確定泵的型號。選用泵型號最方便的圖—型譜圖查qV=10m3/h,He=30m,可選50-32-160,n=2900rpm

或65-40-315,n=1450rpm3．容積式泵3.1往復泵主要構件：泵缸、活塞、活門3.2工作原理：直接提供壓強能3.3流量特點：1)正位移特性:流量由泵決定,與管路特性無關2)流量:qV

=ALnηV

A泵缸截面,L活塞行程,

n轉速,ηV容積效率3)不均勻性:加氣室,雙動,多缸4)流量調節(jié):①旁路閥②改變轉速和行程3.4揚程:在電機功率范圍內，由管路特性決定3.5操作:一般無氣縛，能自吸3.6安裝:不裝出口調節(jié)閥也有汽蝕問題旋轉泵：螺桿泵、齒輪泵5．氣體輸送機械5.1氣體輸送特點：1．流量：ρ液≈1000ρ氣，當質量流量相同時，

qV氣≈1000qV液2．經(jīng)濟流速：水1~3m/s；空氣15~25m/su氣≈10u液，動能項大3．管徑，qm相同時，

u↑10倍,ρ↓

倍,d↑10倍5.2氣體輸送機械分類按結構分：離心式例：離心風機

往復式往復式壓縮機旋轉式羅茨風機流體作用式噴射泵一般按進出口壓強差分：通風機：出口壓強≤15kPa(表)鼓風機：出口壓強15kPa~0.3MPa(表)壓縮機：出口壓強>0.3MPa(表)真空泵：生成負壓，進口<0.1MPa,出口0.1MPa5.2.1真空泵目的：獲得和維持負壓主要性能參數(shù)：1)抽氣速率泵吸入口體積流量m3/s2)抽氣量泵吸入量Pam3/s3)極限真空泵吸入口穩(wěn)定最低壓力4)最大反壓力保證正常工作的最高出口壓力5)起動壓力保證正常起動工作的壓力類型：往復式、液環(huán)式、射流式真空泵抽的是什么？①漏入系統(tǒng)的空氣②系統(tǒng)內產(chǎn)生的不凝性氣體③部分物料(占有一定的分壓)

選真空泵時注意：1．抽氣速率要大