流體流動過程

流體流動過程1第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日二、流體輸送機(jī)械葉片式泵、容積式泵、活塞式（容積式）壓縮機(jī)、速度式（透平式）壓縮機(jī)

離心泵操作、選擇與計算三、流體通過顆粒層的流動

顆粒床層特性床層壓力降

過濾過程計算與過濾設(shè)備四、顆粒的沉降與輸送概念、原理和基本結(jié)構(gòu)2第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例1圓柱形儲油罐中（頂部為帶有排氣孔的封頭）盛有密度為0.96的重油，油面最高時離罐底10.4m，油面上方與大氣相通。罐側(cè)壁下部有一直徑為600mm的人孔，用蓋壓緊，圓孔的中心在罐底以上800mm。則作用在人孔上的總壓力為（）牛頓。（答案:(3))(1)24764；(2)26361；(3)25563；(4)276933第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日解：先求作用于空蓋內(nèi)側(cè)的壓力。作用于空蓋的平均壓力等于作用于蓋中心點的壓力（可積分證明）。以罐底為基準(zhǔn)水平面，壓力以表壓計，則

p2=p1+g(z1-z2)=0+(0.961000)9.81(10.4-0.8)=90400Pa作用于空蓋上的總壓力

P=pA=(p2-p外)A=(p2-p1)d2/4

=(90400–0)

0.62/4=25563N錯誤結(jié)果：以頂緣為基準(zhǔn)、以底緣為基準(zhǔn)4第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例2某真空精餾塔的塔頂真空表讀數(shù)為400mmHg，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?00kPa。則精餾塔內(nèi)的絕對壓力為（）。（答案:(1))(1)46.68kPa；(2)0.533bar；(3)4.74mH2O；(4)0.544kgf/cm2解：真空情況下，絕對壓力等于大氣壓減去真空度特別注意單位的統(tǒng)一和換算

P=P0-P表=100kPa-400mmHg=100kPa-400(133.3/1000)kPa=46.68kPa所以，答案

(1)

正確5第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例3某石油化工廠用108mm4mm的鋼管輸送原油，原油的流量為36000kg/h，密度為900kg/m3，粘度為0.072Pa·s。試判斷原油在管中的流動類型為下列哪項。（答案:(A))(A)層流(B)過渡流(C)無法判斷(D)湍流6第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日(A)層流;(B)過渡流;(C)無法判斷;(D)湍流7第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例4由三支管組成的并聯(lián)管路，各支管的長度及摩擦系數(shù)均相等，管徑比為d1:d2:d3=1:2:3，則三支管的流量比為（）。（答案:(1))

(1)1:42:93；(2)1:2:3；(3)1:4:9；(4)不確定解：并聯(lián)管路的流量分配遵循阻力相等的原則答案

(1)

正確8第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例5某天然氣加壓站將25oC的天然氣自45km外經(jīng)一根內(nèi)徑400mm的鋼管送至乙地用戶儲蓄，輸送量為1700400Nm3/d。已知用戶儲蓄罐壓力為0.2MPa，操作條件下天然氣的相對密度為0.552。當(dāng)天然氣輸送時若兩地高差不大，通?？刹捎肳eymouth公式計算天然氣的體積流量：加壓站天然氣壓縮機(jī)送出天然氣的初始壓力應(yīng)至少接近（MPa）？（答案:(1))

(1)1.68；(2)1.67；(3)40.1；(4)53.29第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日

(A)1.68；(B)1.67；(C)40.1；(D)53.210第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日

(A)1.68；(B)1.67；(C)40.1；(D)53.211第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例6精餾塔底部用蛇管加熱，液體的飽和蒸汽壓為1.093×105N/m2，液體密度為950kg/m3。采用Π形管出料，Π形管頂部與塔內(nèi)蒸汽空間有一細(xì)管AB連通（見圖）。試求（1）為保證塔底液面高度不低于1m，Π形管高度H應(yīng)為多少？（2）為防止塔內(nèi)蒸汽由連通管逸出，Π形管出口液封高度H’至少應(yīng)為多少？

解：（1）因A、B連通，所以H=1m

（2）

12第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例7如圖所示為丙烯精餾塔回流系統(tǒng)。精餾塔內(nèi)操作壓強(qiáng)為13.3kgf/cm2（表壓），槽內(nèi)液面上方壓強(qiáng)為20.5kgf/cm2（表壓），塔內(nèi)丙烯入口距離槽內(nèi)液面的高度差為30m，管子規(guī)格為108mm4mm

，輸送量為40t/h，丙烯密度為600kg/m3，管路全部阻力（不包括出口阻力）為150J/kg，試問完成此輸送任務(wù)是否需要裝泵？13第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日解：設(shè)貯槽液面為1-1’截面，且為基準(zhǔn)水平面，塔內(nèi)丙烯入口內(nèi)側(cè)為2-2’截面。在1-1’~2-2’截面間列柏努利方程：

14第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例8

某廠一有蒸汽鍋爐，每小時產(chǎn)生煙道氣360000m3，煙氣需要通過煙囪排入大氣中。煙囪底部氣體壓強(qiáng)較地面上的大氣壓強(qiáng)低25mmH2O。設(shè)煙囪是由鋼板鉚接而成的圓筒，內(nèi)徑為3.5m，煙囪中氣體的平均溫度為260℃，在此溫度下氣體的平均密度為0.6kg/m3，平均粘度為0.028cP。大氣的溫度為20℃，在此溫度下，在煙囪高度范圍內(nèi)，大氣的平均密度為1.15kg/m3。問此煙囪需多少米高？（設(shè)相對粗糙度/d=0.0004）

解:（1）計算摩擦系數(shù)15第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日（2）衡算截面的選取設(shè)煙囪底部內(nèi)側(cè)為1-1’截面，且為基準(zhǔn)水平面，煙囪頂部內(nèi)側(cè)為2-2’截面。在1-1’與2-2’截面間列柏努利方程：

（3）相關(guān)參數(shù)的確定16第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日對于煙囪內(nèi)側(cè)煙氣壓力p2等于煙囪外側(cè)空氣壓力p2空氣，而空氣看作靜止，根據(jù)靜力學(xué)基本方程（4）煙囪高度求取將各已知條件代入柏努利方程得：

解得：H=46.78m17第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例9如圖所示，用離心泵向密閉高位槽送水。高位槽氣相壓力為118kPa（表），在特定轉(zhuǎn)速下，泵的特性曲線可用H=42-7.56104Q2（Q單位為m3/s）表示。當(dāng)水流量為0.01m3/s時，流動進(jìn)入完全湍流區(qū)?，F(xiàn)改送=1200kg/m3的水溶液（其它性質(zhì)與水相近）而其它條件不變。試求：輸送上述水溶液時離心泵的流量及有效功率。解:（1）管路：18第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日由可得：（2）密度，管路：由，

可解得：所以，當(dāng)p0時，

上升，Q上升，H下降，Ne上升19第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例10要鋪設(shè)一根長1600m的鋼筋混凝土管，利用重力從污水處理廠將處理后的污水排放到海面以下30m深處。污水的密度、粘度基本上與清水一樣，海水密度為1.04。若蓄水池的水面超過海平面5m，所蓄污水就從池邊溢出使廠受淹?，F(xiàn)擬采用的管內(nèi)徑為2m，問能否保證6m3/s的高峰排放流量？若能，則此時的水平面距蓄水池的邊沿有幾米？已知管入口阻力系數(shù)為0.3，管壁粗糙度為2mm，水溫20oC，管道上裝閘閥。解:若直接計算管內(nèi)流速是否能使流量達(dá)到6m3/s，就需要試差，為避免試差，可計算蓄水池水面需在海平面以上幾米才能保證流量達(dá)到6m3/s，若此時水面高度不到5m，池內(nèi)的水便不至溢出。20第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日21第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日

排放量達(dá)到高峰時，池內(nèi)液面在海平面以上4.44m，尚不致從池邊溢出，距池邊尚有5-4.44=0.56m。22第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日23第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例12輸送管路對外加功的要求（案例，連鎖題）分析

伯努利方程各阻力系數(shù)（1）沿程阻力吸入管1=0.02；壓出管2=0.02

（2）局部阻力A—突然收縮A=0.5；B—90o彎頭B=0.75；

E—閥門E=6.4；F—90o彎頭F=0.75；G—突然擴(kuò)大G=124第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日25第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日26第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日27第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日例13液體種類對泵的安裝高度的影響（案例，連鎖題）分析

伯努利方程（1）沿程阻力=0.03

（2）局部阻力