化工原理第一二章總結(jié)

1、第一章 總結(jié) 一、基本概念1、剪應(yīng)力 ：單位面積上的內(nèi)摩擦力，以表示。牛頓粘性定律2、粘度：促使流體流動(dòng)產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。單位：Pa.S液體：T， 氣體：T， 3、密度 ：單位體積的流體所具有的質(zhì)量，SI單位kg/m3理想氣體在標(biāo)況下的密度為：由理想氣體方程求得操作條件（T, P）下的密度液體混合物密度計(jì)算式氣體混合物密度計(jì)算式4、壓強(qiáng) P ：流體的單位表面積上所受的壓力，SI單位N/m2表壓強(qiáng)=絕對壓強(qiáng)-大氣壓強(qiáng) 真空度=大氣壓強(qiáng)-絕對壓強(qiáng)=-表壓5、流量單位時(shí)間內(nèi)流過管道任一截面的流體量，稱為流量。體積流量qv；單位為：m3/s。質(zhì)量流量qm；單位：kg/s。 6、流速單位時(shí)間內(nèi)流

2、體在流動(dòng)方向上流過的距離，稱為流速u。單位為：m/s。7、雷諾數(shù)Re流體在圓形直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)： 可能是滯流，也可能是湍流，與外界條件有關(guān)。過渡區(qū)流體的流動(dòng)類型屬于層流 ；流體的流動(dòng)類型屬于湍流； 8、當(dāng)量直徑deRH-水力半徑9、流體在圓直管中的流動(dòng)形態(tài)本質(zhì)區(qū)別 分層流動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng) 10、管路特點(diǎn)a、串聯(lián)管路的主要特點(diǎn)a 通過各管段的質(zhì)量不變，對于不可壓縮性流體 b）整個(gè)管路的阻力損失等于各管段直管阻力損失之和 b、分支管路ab）C、并聯(lián)管路的特點(diǎn)：a）并聯(lián)管路中各支管的能量損失相等。b）主管中的流量等于各支管流量之和。c）并聯(lián)管路中各支管的流量關(guān)系為：二、基本原理1、流體的靜力學(xué)方程 適用條

3、件:用于靜止的連通著的同一種流體的內(nèi)部，對于間斷的并非單一流體的內(nèi)部則不滿足這一關(guān)系。2、連續(xù)性方程 若流體為不可壓縮流體 3、伯努力方程 a 若以單位重量的流體為衡算基準(zhǔn)mb 若以單位體積流體為衡算基準(zhǔn)pac 若以單位質(zhì)量流體為衡算基準(zhǔn)J/kg適用條件：對于可壓縮流體的流動(dòng)，當(dāng)所取系統(tǒng)兩截面之間的絕對壓強(qiáng)變化小于原來壓強(qiáng)的20%，仍可使用柏努利方程。式中流體密度應(yīng)以兩截面之間流體的平均密度m代替 。4、范寧公式 5、量綱分析法凡是根據(jù)基本的物理規(guī)律導(dǎo)出的物理量方程式中各項(xiàng)的量綱必然相同，也就是說，物理量方程式左邊的量綱應(yīng)與右邊的量綱相同。量綱一致原則 ：定理： i=n-m1、靜力學(xué)方程的運(yùn)用

4、與計(jì)算三、基本計(jì)算6、試差法等壓面的選擇2、伯努力方程的運(yùn)用與計(jì)算1）截面的截?。毫鲃?dòng)方向垂直流體必須是連續(xù)的未知量應(yīng)在兩截面或兩截面之間盡量選擇大截面和與大氣相通的截面2）基準(zhǔn)水平面的選取必須與地面平行，通常取兩個(gè)截面中的任意一個(gè)截面。水平管道，基準(zhǔn)水平面取通過管道中心線，Z=0。3）單位必須一致有關(guān)的物理量換算成一致的單位。壓強(qiáng)表示方法一致。5）大口截面的流速為零6）上下游截面要分清。3、阻力的計(jì)算管進(jìn)口c=0.5湍流：查摩擦系數(shù)圖光滑管Re=3×1031×105 四、基本設(shè)備1、壓強(qiáng)、壓差的測量1）U型管壓差計(jì)2）傾斜U型管壓差計(jì)3 微差壓差計(jì)2、液封及液位測量3、流

5、量、流速的測量流量計(jì)測速管孔板流量計(jì)文丘里流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)目的量點(diǎn)速度平均速度平均速度平均速度特征變壓頭變壓頭變壓頭變流通截面公式 作業(yè)中存在問題：1、管徑的求法2、表壓表示壓強(qiáng)必須注明3、伯努力方程用于氣體時(shí)必須先驗(yàn)證是否符合要求，所用密度應(yīng)為氣體在平均壓強(qiáng)下的密度。6、阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法的區(qū)別,不可寫成7、進(jìn)出口阻力損失不要忘記4、流動(dòng)系統(tǒng)不能直接用靜力學(xué)方程來計(jì)算5、單位注意。1、如圖容器內(nèi)貯有密度為1250kg/m3的液體，液面高度為3.2m。容器上部空間壓力為29.4kPa。試求：（1）壓差計(jì)讀數(shù)（指示液密度為1400kg/m3）；（2）A、B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)。3、用離心泵從

6、河邊的吸水站將河水送至水塔。水塔進(jìn)水口到河水水面的垂直高度為34.5m。管路為114 ×4mm的鋼管，管長1800mm，包括全部管路長度及管件的當(dāng)量長度。若泵的流量為30m3/h，試求水從泵獲得的外加機(jī)械能為多少？鋼管的相對粗糙度為0.002。2、如圖所示常溫下水槽，下面的出水管直徑為57 ×3.5mm。當(dāng)出水閥全關(guān)時(shí)壓力表讀數(shù)為30.4kPa。閥門打開時(shí)，壓力表讀數(shù)為20.3kPa。設(shè)壓力表前管路中的壓頭損失為0.5m水柱，求水的流量為多少m3/h?第2章 流體輸送設(shè)備基本概念與公式1流體輸送設(shè)備：輸送流體泵（離心泵；往復(fù)泵；旋轉(zhuǎn)泵；計(jì)量泵；旋渦泵） 輸送氣體風(fēng)機(jī)：通風(fēng)機(jī)

7、；鼓風(fēng)機(jī)；壓縮機(jī)）2向流體作功以提高其機(jī)械能的裝置：升高壓力（靜壓能）；升高位置（勢能）（位）；克服沿途阻力。34離心泵的工作原理5離心泵的主要部件 1）心臟部件葉輪：開式；半開式；閉式。平衡孔葉輪后蓋板上鉆有小孔，以把后蓋板前后的空間連通起來。2）泵殼蝸殼（能量轉(zhuǎn)換裝置）3）密封圖6理論壓頭：理論壓頭在理想情況下離心泵可能達(dá)到的最大壓頭。H理=f(Qf（泵結(jié)構(gòu)、尺寸、轉(zhuǎn)遞、Q）7葉片進(jìn)口與出口之間應(yīng)用柏努利方程8流量，理論流量 9HT與2之間的關(guān)系102的選擇1112實(shí)際壓頭H和實(shí)際流量Q壓頭損失：葉片間的環(huán)流損；阻力損失；沖擊損失。 13離心泵的性能參數(shù)轉(zhuǎn)速 n流量 Q壓頭（揚(yáng)程）H n一

8、定，Q可調(diào)，H、N、=f（Q）軸功率 N 銘牌上的數(shù)值是最高效率下的性能效率 氣蝕余量14 壓頭H和流量Q：實(shí)驗(yàn)測定15效率能量損失：容積損失；機(jī)械損失；水力損失。 =5070% 小型泵，=90% 大型泵15 軸功率N軸功率N：泵軸所需功率有效功率Ne：液體從葉輪獲得的能量，效率：N>Ne 傳動(dòng)效率：傳= N/ N電 配套電機(jī)功率 N電=N/傳 16離心泵的特性曲線：HQ曲線 ；NG曲線；Q曲線。離心泵工作點(diǎn)在最高效率點(diǎn)附近工作。17離心泵性能及其影響特性曲線：一定轉(zhuǎn)速、常壓、常溫、清水介質(zhì)（密度、粘度）1）密度的影響 Q與無關(guān) HQ不變 H與無關(guān) Q不變 N與成正比 N-Q變化2）粘度

9、的影響 運(yùn)動(dòng)粘度<20（歷沲）20×10-5m2/s 不進(jìn)行修正當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度>20（歷沲），2×10-5 m2/s 用簡圖修正Q=CQQH=CHH=C 查圖2-14 求CQ、CH、C3）轉(zhuǎn)速的影響比例定律1、2、3次方 Q/Q = n/n H/H =（n/n）2 N/N =（n/n）3 4）葉輪直徑影響 Q/Q = (D2/ D23同系列泵：幾何形狀相似3、2、5次方 H/H = (D2/ D22N/N = (D2/ D5切割定律：葉輪外周切割使D2變小，1、2、3、次方D2 減小，b2增大 , Q/Q = D2/ D2D2 b2 = D2b2 H/H = (D/

10、 D22N/N = (D2/ D318氣蝕現(xiàn)象吸入液體，泵入口處形成低壓，提高泵的安裝高度，導(dǎo)致泵內(nèi)壓力降低，入口處壓力降至低于或等于液體汽和整汽壓，液體氣化，低壓區(qū) 高壓區(qū) 氣泡凝結(jié)或破裂，產(chǎn)生頻率很高瞬時(shí)壓力很大的沖擊 氣蝕現(xiàn)象。（二）離心泵的允許吸上高度00與11列柏努利方程式1、 離心泵的允許吸上真空度HS值越大，泵抗氣蝕性能好；Hg越大，HS=f（泵結(jié)構(gòu)、流量、液體性質(zhì)、大氣壓強(qiáng)），HS實(shí)驗(yàn)測定（大氣壓為10mH2O(9.81×104Pa，20，清?。〩SQ曲線，Qr，HS ，最大流量時(shí)的HS計(jì)算安裝高度其它液體， 2、氣蝕余量定義：（NPSH）r必須氣蝕余量。3、實(shí)際安裝

11、高度實(shí)際安裝高度=Hg(0.51m實(shí)際安裝高度較小 ·減少壓頭損失，吸入管徑 ，減少管件或閥門·安裝在貯罐液面下2.1.5 離心泵的工作點(diǎn)與流量調(diào)節(jié)1管路特性與離心泵的工作點(diǎn)1）管路特性方程式和特性曲線1、 離心泵的工作點(diǎn) 作離心泵特性曲線與作管路特性曲線的交點(diǎn)工作點(diǎn)M。泵安裝在管路中的實(shí)際壓頭、流量（He、Qe）2、 流量調(diào)節(jié)：關(guān)小閥門；改變轉(zhuǎn)速n3、 離心泵的串聯(lián)和并聯(lián)七、離心泵的類型1）水泵（B型、D型、Sh型） 2）耐磨性泵（F型）3）油泵（Y型）4）雜質(zhì)泵（P型）PW污水 PS砂泵 PN泥塵泵22選擇1）確定Qe，He：He由柏努利方程計(jì)算。2）選泵型號(hào)：（Qe，

12、He）落在最佳效率區(qū)間；并列出性能參數(shù)。3）核算泵的軸功率。23其它類型泵：往復(fù)泵；計(jì)算泵；旋轉(zhuǎn)泵；旋渦泵。24氣體輸送和壓縮設(shè)備：輸送氣體；產(chǎn)生高壓氣體；產(chǎn)生真空。終壓：壓送機(jī)械出的氣體的壓強(qiáng)。壓縮比：出口與進(jìn)口氣體絕對壓強(qiáng)的比值。通風(fēng)機(jī)：終壓14.7×103Pa（表壓）分類 鼓風(fēng)機(jī)：終壓：14.7×103294×103Pa（表壓），壓縮比小于4（終壓 壓縮機(jī)：終壓>294×103Pa（表壓），壓縮比>4壓縮比） 真空泵：用于減壓，終壓為大氣壓，由壓縮比由真空度決定結(jié)構(gòu)與工作原理：離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式、流體作用式。25離心通風(fēng)機(jī)分類：低壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓<0.9807×103Pa（表壓）中壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓2.9807×1032.942×103Pa（表壓）高壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓2.942×10314.7×103Pa（表壓）26性能系數(shù)和特性曲線1、 風(fēng)量 Q m3/h 風(fēng)機(jī)進(jìn)口處的氣體狀態(tài)計(jì)2、 風(fēng)壓 HTJ/m3 Pa或mmH2O單位