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华东理工大学化工原理ppt内部绝密.ppt


1 12.6
U形管指示的是什么?
PA - PB= pA - pB pC = pA+ρgR pC = pB+ρigR PA - PB=R(ρi -ρ)g
指示的是虚拟压差,只有等高时才是压差
3.2 机械能守衡
z1g
p1
u12 2
z2 g
p2
u22 2
, J/kg
柏努利方程的物理意义:三项机械能之和为常数
H n
q'V qV
2

H'
H qV2
q'V2
(等效率点)
3.组合操作 ①串联组合 同样流量下,两泵压头相加
H单=φ(qV), H串=2φ(qV)
例如: H单=20-2qV2 H串=40-4qV2
工作点 H’ ≠ 2H
②并联组合 同样压头下,两泵流量相加
H单=φ(qV), H并
(qV
2
d
) u2 2
( l
d
)
8qV2
2d
4
结论:①管路状况一定,qV↑,hf↑
②hf (ΔP)一定, ζ↑,qV↓
③qV一定, ζ↑,hf↑
图中,ζ↑,则hfAB____, pA____,pB____,为什么
6.2.1 串联管路计算
方程特点:hf总=hf1+hf2+hf3 qV=qV1=qV2=qV3
)
例如: H单=20-2qV2 H并=20-0.5qV2
工作点
qV’≠2qV
2.4 离心泵的安装高度 1.汽蚀现象(录像)
叶轮入口K处压强最低,Hg太大时,pK≤pV, 液体汽化,形成汽泡,受压缩后溃灭。 后果:叶轮受冲击而出现剥落
泵轴振动强烈,甚至振断
规定必需汽蚀余量
(NPSH)r=(NPSH)c+Δ,
同一根管子,可以既是光滑管,又是粗糙管
5.4.1 局部阻力计算式 工程上取
,ζ---阻力系数

,le---当量长度
实测的ζ和le已成图表,供设计使用 阻力的单位有三种:
①损失压降 Pa=N/m2 ②损失能量 J/kg ③损失压头 J/N=m
6.1.2 阻力损失压差—管路状况—流量三者关系
hf
P
( l
孔板流量计的特点:结构简单,阻力损失较大 文丘里流量计特点:阻力损失较小,造价较高
7.3 转子流量计
qV A0u0 A0CR
2V f ( f )g Af
转子流量计的特点:恒流速、恒压差
刻度换算:
qVB qVA
出厂标准:
A( f B) B( f A)
液体 1000kg / m3 气体 1.2kg / m3
注意各段阻力计算的 u、l、d、λ的不同
6.2.2 复杂管路计算 并联管路计算
分流或合流时,有能量的损失和交换,有时ζ<0
对于长管,三通处的阻力相对很小可忽略
方程特点:PA
PB
hf 1
hf 2
qV总=qV1+qV2 注意hf不要重复计算
7 流速和流量的测量 7.1 毕托管
7.2 孔板流量计
文丘里流量计
粘性的物理本质--分子间引力和分子热运动、碰撞
牛顿粘性定律
μ=f(物性,温度) t↑, μ气↑,μ液↓ 理想流体: 假定μ=0
2 流体静力学
静力学方程 p gz 常数
p1
gz1
p2
gz2
等高等压 p2 pa g(z1 z2 ) pa gh
虚拟压强

R= m
A.
0
;B.
1 13.6
;C.
化工原理复习 本科
第一章 流体流动
1 概述 1.1 流体流动的考察方法 质点---含有大量分子的流体微团,其尺寸
远小于设备尺寸、远大于分子平均自由程 连续性假定---流体是由无数质点组成的,彼此
间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质 拉格朗日法---选定流体质点 欧拉法---选定空间位置 化工原理较多采用欧拉法
2.2 离心泵的特性曲线 1.泵的有效压头 泵内损失: 容积损失:部分流体漏回入口处 水力损失:μ≠0,叶片数目有限 机械损失:轴承、轴封的摩擦 2.泵的有效功率
Pe=ρgqVHe Pa基本上随流量qV单调上升 泵启动时关出口阀 3.泵的效率 Pe
Pa
4.特性曲线的影响因素
①密度: ρ对He~qV,η~qV无影响;对Pa~qV有影响 ②粘度: μ对He~qV,η~qV,Pa~qV都有影响 ③转速: 当n变化<20%时,比例定律:
流量计比较 毕托管:测得点速度,流量须计算 孔板流量计:测得锐孔平均速度, A0恒定, u0变化, Δp变化, 不易阻塞 转子流量计:测得的流量读数需换算 Δp恒定, u0恒定, A0变化, 易阻塞
第二章 流体输送机械
1. 概述 目的:给流体加入机械能 1.1 管路特性
2 离心泵 2.1 离心泵的工作原理 1.主要构件 叶轮:迫使液体高速旋转,形成离心力场 中心加入低势能、低动能液体 外缘输出高势能、高动能液体 蜗壳:流道逐渐扩大,将动能部分转化成势能

z1
p1
g
u12 2g
z2
p2
g
u22 2g
, J/N=m
几何意义:位头、压头、速度头总高为常数
3.2.4 工程应用: (1)测风量 由1-1至2-2排方程
pa p2 u22
2
压差计: pa p2 i gR
可得:
u2
2( pa p2 )
2gR i
qV A2u2
ρ,ρi,D,d, qV均相等,则R R’ A. > ;B. = ;C. <
4.1.2 流型判据 Re<2000 层流 2000<Re<4000 或为层流,或为湍流 Re>4000 湍流
4.4.2 圆管速度分布 层流条件下: 积分得

,得
湍流条件下:由于μ’的困难而无法解析解
实测后归纳成
n=f(Re)
5 阻力损失 本质原因:流体有粘性 直管阻力损失
5.3 摩擦系数 5.3.1 莫迪图
如果 q'V n'
qV n
则有 H'e n'2
He n
P'a Pa
n'3
n
2.3 离心泵的流量调节和组合操作 1.工作点 工程处理方法:过程分解法
2.流量调节 ①出口阀开度 优点:调节简便、灵活 缺点:能耗 ②改变转速n 节能,但不方便
新老泵特性曲线关系
q'V qV
n' n
时,H ' n'2
从1-1截面 至2-2截面 排柏努利方程ຫໍສະໝຸດ P1 u12 P2 u22
22
P2
P1
(u12
2
u22 )
R P2 P1 (u12 u22 )
(i )g 2(i )g
R与水平放、斜放、垂直放都无关
4 流体流动的内部结构 4.1 流动的型态
判断依据:雷诺数 Re du
层流和湍流的本质区别: 是否存在速度、压强的脉动性
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