華東理工大學(xué)化工原理ppt(內(nèi)部絕密)

1、化工原理復(fù)習(xí)(fx)本科共四十九頁1 概述1.1 流體流動的考察方法質(zhì)點(diǎn)-含有大量分子的流體微團(tuán)，其尺寸 遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸、遠(yuǎn)大于分子平均自由程連續(xù)性假定-流體是由無數(shù)質(zhì)點(diǎn)組成的，彼此 間沒有間隙，完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)拉格朗日法-選定流體質(zhì)點(diǎn)歐拉法-選定空間位置化工原理(yunl)較多采用歐拉法第一章 流體(lit)流動共四十九頁粘性的物理本質(zhì)- 分子間引力和分子熱運(yùn)動、碰撞牛頓粘性定律=f(物性(w xn)，溫度) t, 氣，液理想流體: 假定=02 流體靜力學(xué)靜力學(xué)方程等高等壓虛擬壓強(qiáng)共四十九頁R= m A. 0 ；B. ；C. 共四十九頁U形管指示的是什么(shn me)？PA -

2、PB= pA - pB pC = pA+gR pC = pB+igRPA - PB=R(i -)g指示的是虛擬壓差，只有等高時才是壓差共四十九頁3.2 機(jī)械能守衡 , J/kg柏努利方程的物理意義：三項機(jī)械能之和為常數(shù)或 ， J/N=m 幾何意義：位頭、壓頭(y tu)、速度頭總高為常數(shù)共四十九頁3.2.4 工程應(yīng)用：(1)測風(fēng)量(fngling)由1-1至2-2排方程 壓差計：可得： 共四十九頁 ,i,D,d, qV均相等(xingdng)，則R R A. ；B. = ；C. 共四十九頁 從1-1截面至2-2截面排柏努利方程(fngchng)R與水平放、斜放、垂直放都無關(guān)共四十九頁4 流體流

3、動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)4.1 流動的型態(tài)判斷(pndun)依據(jù)：雷諾數(shù)層流和湍流的本質(zhì)區(qū)別: 是否存在速度、壓強(qiáng)的脈動性4.1.2 流型判據(jù) Re2000 層流 2000Re4000 湍流 共四十九頁4.4.2 圓管速度分布(fnb)層流條件下：積分得由 ，得湍流條件下：由于的困難而無法解析解實測后歸納成 n=f(Re)共四十九頁5 阻力損失(snsh)本質(zhì)原因：流體有粘性直管阻力損失5.3 摩擦系數(shù)5.3.1 莫迪圖同一根管子，可以既是光滑管，又是粗糙管共四十九頁5.4.1 局部阻力計算式工程上取 ，-阻力系數(shù) 或 ，le-當(dāng)量長度實測的和le已成圖表，供設(shè)計使用阻力的單位有三種(sn zhn)： 損

4、失壓降 Pa=N/m2 損失能量 J/kg 損失壓頭 J/N=m 共四十九頁6.1.2 阻力損失壓差管路(un l)狀況流量三者關(guān)系結(jié)論：管路狀況一定，qV,hf hf (P)一定, ,qV qV一定, ,hf 圖中，,則hfAB_, pA_,pB_,為什么共四十九頁6.2.1 串聯(lián)管路計算方程特點(diǎn)(tdin)：hf總=hf1+hf2+hf3 qV=qV1=qV2=qV3注意各段阻力計算的 u、l、d、的不同共四十九頁6.2.2 復(fù)雜管路計算 并聯(lián)管路計算分流或合流時，有能量的損失和交換，有時0對于長管，三通處的阻力(zl)相對很小可忽略方程特點(diǎn)： qV總=qV1+qV2 注意hf不要重復(fù)計算

5、共四十九頁7 流速(li s)和流量的測量7.1 畢托管 共四十九頁7.2 孔板流量計共四十九頁文丘里流量計孔板流量計的特點(diǎn)(tdin)：結(jié)構(gòu)簡單，阻力損失較大文丘里流量計特點(diǎn)：阻力損失較小，造價較高 共四十九頁7.3 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計的特點(diǎn)：恒流速、恒壓差刻度換算：出廠標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)： 液體 氣體 共四十九頁流量計比較 畢托管：測得點(diǎn)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, p變化, 不易阻塞 轉(zhuǎn)子(zhun z)流量計：測得的流量讀數(shù)需換算 p恒定, u0恒定, A0變化, 易阻塞 共四十九頁1. 概述(i sh)目的：給流體加入機(jī)械能11 管路特

6、性第二章 流體(lit)輸送機(jī)械共四十九頁2 離心泵21 離心泵的工作原理1主要構(gòu)件葉輪：迫使液體高速旋轉(zhuǎn)，形成(xngchng)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(kuò)大，將動能部分轉(zhuǎn)化成勢能 共四十九頁22 離心泵的特性曲線1泵的有效(yuxio)壓頭泵內(nèi)損失：容積損失:部分流體漏回入口處水力損失:0,葉片數(shù)目有限機(jī)械損失:軸承、軸封的摩擦2泵的有效功率 Pe=gqVHe Pa基本上隨流量qV單調(diào)上升 泵啟動時關(guān)出口閥3泵的效率共四十九頁4特性曲線的影響因素密度(md): 對HeqV,qV無影響;對PaqV有影響粘度: 對HeqV,qV，PaqV都有影響

7、轉(zhuǎn)速: 當(dāng)n變化20%時，比例定律：如果則有 共四十九頁23 離心泵的流量調(diào)節(jié)和組合操作(cozu)1工作點(diǎn)工程處理方法：過程分解法共四十九頁2流量調(diào)節(jié)出口閥開度優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)簡便、靈活缺點(diǎn)：能耗改變轉(zhuǎn)速n節(jié)能，但不方便 新老泵特性曲線關(guān)系(gun x) 時， (等效率點(diǎn)) 共四十九頁3組合操作串聯(lián)組合同樣(tngyng)流量下，兩泵壓頭相加 H單=(qV)， H串=2(qV) 例如： H單=20-2qV2 H串=40-4qV2 工作點(diǎn) H 2H共四十九頁并聯(lián)組合同樣(tngyng)壓頭下，兩泵流量相加 H單=(qV)，例如： H單=20-2qV2 H并=20-0.5qV2 工作點(diǎn) qV2qV共四

8、十九頁2.4 離心泵的安裝高度1汽蝕現(xiàn)象(錄像) 葉輪入口K處壓強(qiáng)最低，Hg太大時，pKpV,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(blu) 泵軸振動強(qiáng)烈，甚至振斷共四十九頁規(guī)定必需汽蝕余量(y lin) (NPSH)r=(NPSH)c+,進(jìn)泵樣本，與流量有關(guān)實際汽蝕余量須比(NPSH)r大0.5m以上，最大允許安裝高度Hg為實際安裝高度Hg0.3MPa(表) 真空泵：生成(shn chn)負(fù)壓，進(jìn)口0.1MPa, 出口0.1MPa共四十九頁5.3 通風(fēng)機(jī)2離心式通風(fēng)機(jī)原理與離心泵相同(xin tn)，不同之處：風(fēng)壓 pT動能在總機(jī)械能中所占比重明顯共四十九頁3特性曲線

9、 參數(shù)：風(fēng)量qV, 風(fēng)壓pT,pS, 功率P, 效率出廠標(biāo)準(zhǔn)：0.1MPa,20空氣(kngq), =1.2kg/m3以入口狀態(tài)為基準(zhǔn)： qV, , pT,使用中注意換算共四十九頁1 概述固定床由許多固體顆粒堆積成的靜止顆粒層2 顆粒床層的特性2.1 單顆粒的特性非球形：定當(dāng)量直徑，目標(biāo)不同(b tn)結(jié)果不同(b tn) 體積當(dāng)量dev,球形度(形狀系數(shù)) 1 第四章 流體(lit)通過顆粒層的流動共四十九頁2.2 顆粒群的特性平均直徑dm，準(zhǔn)則(zhnz)：比表面相等3流體通過固定床的壓降數(shù)學(xué)模型法主要步驟：共四十九頁3.1 解數(shù)學(xué)模型康采尼方程(fngchng)適用范圍：Re2歐根方程：

10、 粘性項 慣性項Re 100時，可忽略粘性項4過濾原理及設(shè)備 架橋現(xiàn)象共四十九頁5 過濾計算(j sun)5.1 物料衡算懸浮液含固量表示方法： 質(zhì)量分?jǐn)?shù)w, kg固體/kg懸浮液 體積分?jǐn)?shù), m3固體/m3懸浮液 取1kg懸浮液共四十九頁取1m3懸浮液注意：三個去向要清楚 基準(zhǔn)要選好取1kg濾餅 取1m3濾餅 , 5.2 過濾速率qe為過濾介質(zhì)(jizh)當(dāng)量濾液量共四十九頁不可壓縮濾餅，r=常數(shù), KP 可壓縮濾餅, r=r0 PS, KP1-S, S為壓縮指數(shù)qe與介質(zhì)性質(zhì)(xngzh)、懸浮液性質(zhì)(xngzh)有關(guān)5.3過濾基本方程的應(yīng)用1恒速過濾若=0, q=0則2. 恒壓過濾若=0

11、, q=0則 q2+2qqe=K或 V2+2VVe=KA2共四十九頁3. 先變壓后恒壓從 =1, q=q1起開始恒壓操作(cozu)或4生產(chǎn)能力的優(yōu)化 間歇過濾機(jī)恒壓操作有優(yōu)化問題令 可得opt共四十九頁葉濾機(jī)洗滌(xd)速率(面積，餅厚不變)當(dāng)Ve=0時,板框壓濾機(jī)洗滌(面積減半,餅厚加倍)當(dāng)Ve=0時共四十九頁3.回轉(zhuǎn)真空(zhnkng)過濾機(jī)P一定，思考題： n, , Q , q ,餅 。 共四十九頁6 加快過濾速率的途徑1 改變?yōu)V餅結(jié)構(gòu)用助濾劑 (剛性, 多孔性, 尺度均勻) 預(yù)敷和摻濾2 改變懸浮液中顆粒聚集狀態(tài)加聚合電解質(zhì)、無機(jī)電解質(zhì) 如：臟水用明礬3 動態(tài)(dngti)過濾用機(jī)械的，水力的, 電場的方法限制濾餅增長共四十九頁內(nèi)容摘要化工原理復(fù)習(xí)本科。指示的是虛擬壓差，只有等高時才是壓差。幾何意義：位頭、壓頭、速度頭總高為常數(shù)。從1-1截面。R與水平放、斜放、垂直放都無關(guān)。6.1.2 阻力損失壓差管路狀況流量三者關(guān)系。結(jié)論：管路狀況一定，qV,hf。方程特點(diǎn)：