化工原理教材ppt 第一章 流体力学与应用精要.ppt

1.4.4 可压缩流体的管路计算 【例3-8】 解：煤气的平均密度为 煤气质量流速 忽略输送管线两端的高差，对等温流动 压强 0.32MPa(表压)，温度298K的煤气，以 0.35Nm3/s 的流量送往 150m(包括局部阻力的当量长度)外的燃烧喷嘴。要求进喷嘴前煤气的压强不低于 0.07MPa(表压)，求煤气输送管道直径。(假设流动为等温，煤气平均分子量为 13，粘度为 1.61×10-5Pa·s，大气压强为 0.1MPa) 【例3-8】 取管道 设选用DN40的水煤气管，管内径 整理得 代入数据 若等式右端小于等式左端，则可满足要求 【例3-8】 查图查得 ? = 0.029，得 用DN50管，流动阻力损失小于允许的压降，且略有裕量。 表明若使用 DN40 管，管路允许的压降 ? p 不足以克服流动阻力，因此应加大管径以降低阻力。 重选DN50管，管内径 由图查得 ? = 0.031，故 1.7 流速、流量的测量 1.7.1 变压头流量计 1.7.2 变截面流量计 1.7 流速、流量的测量 1.7.1 变压头流量计 1、测速管： 又称皮托（Pitot）管 变压头流量计 变截面流量计 测速管 孔板流量计 文丘里流量计 测umax?平均速度?流量 1.7.1 变压头流量计 1.7.1 变压头流量计 1.7.1 变压头流量计 2．孔板流量计 结构 1.7.1 变压头流量计 测量原理： 1.7.1 变压头流量计 1.7.1 变压头流量计 1.7.1 变压头流量计 优点：构造简单，制造和安装都很方便 缺点：机械能损失（称之为永久损失）大 当d0/d1=0.2时，永久损失约为测得压差的90%， 常用的d0/d1=0.5情形下，永久损失也有75%。 安装时应在其上、下游各有一段直管段作为稳定段， 上游长度至少应为10d1，下游为5d1 1.7.1 变压头流量计 使用注意事项： 1.6.2复杂管路计算 分支管路所需的外加能量 可根据上式，不同的分支算出的结果不一样，我们应该取哪一个呢？ 应该由远到近，分别求出满足各支管输送要求的 ，然后加以比较，取其中最大的 作为确定输送机械功率 的依据。这样确定的 对需要能量较小的支路而言太大，此时可通过该支路上的阀门进行调节，让多余的能量消耗在阀门上。 若分支管路AO间没有泵，则式中 =O。由高位槽A向B、C两 个设备送液就属于这种情况，此时所需的高位槽的液面高度 （或 ）亦按输送要求高的支路确定。 1.6.2复杂管路计算 对汇合管路，同样可以根据汇合点的总机械能的定值进行分析。即对于图示汇合管路 例1 复杂管路的设计型问题举例 如图所示，某厂计划建一水塔，将20℃水分别送至第一、第二车间的吸收塔中。第一车间的吸收塔为常压，第二车间的吸收塔内压力为20kPa（表压）。总管为?57?3.5mm的钢管，管长为（30+z0）m，通向两吸收塔的支管均为?25?2.5mm的钢管，管长分别为28m和15m（以上各管长均已包括所有局部阻力的当量长度在内）。喷嘴的阻力损失可以忽略。钢管的绝对粗糙度可取为?=0.2mm。现要求向第一车间的吸收塔供应1800kg/h的水，向第二车间的吸收塔供应2400kg/h的水，试确定水塔离地面至少多高才行？ 已知20?C水的黏度 Pa?s，?可用下式计算： ?57?3.5mm （30+z0） ?25?2.5mm 28m 15m 20kPa(表) 1800kg/h 2400kg/h 解：这是分支管路设计型问题，可沿两分支管路分别计算所 需的z0，从中选取较大者。 总管： 通向吸收塔一的支路： 通向吸收塔二的支路： 为计算满足吸收塔一的供水量水塔应处的高度，在0-0面和1-1面间列机械能衡算方程： 将有关数据代入得： 解之得： 再计算为满足吸收塔二的供水量，水塔应处的高度，为此在0-0面和2-2面间列机械能衡算方程： 将有关数据代入得： 解之得： 为了同时满足第一、二车间的供水要求，应取z0、z?0中较大者，即水塔离地面至少13.9m才行。实际操作时，第一车间供水量可通过关小阀门来调节。 解：1-1面和2-2面（出口截面外侧）间有： 证明：（1）k1关小，则V1 减小。 假设V不变 V2