化工基础第二章动量传递精要.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 公式中的P2为泵入口处的压强，当P2 ≤当时 温度下液体的饱和蒸汽压时，，液体将产生 大量气泡。进入叶轮压强较高的区域后，即 被压缩、破裂，并突然凝结，周围的液体便 会以极大的速度冲向气泡原来的空间，因而 产生很大的冲击力，加速叶轮的损坏，降低 泵的扬程和效率，这种现象称为“气蚀现象”。 气蚀现象： 需要的气蚀余量： (1) 需要的气蚀余量为: (2) (1)代入(2)得需要的气蚀余量为: 泵标牌上的气蚀余量数值都是最小值，一般取 其1.3倍进行计算. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 与通式比较可知层流时 2）湍流时阻力系数的计算方法 用基本单位表示的物理量称为基本物理量， 它的表达式称为因次式，物理量中的各个 指数称为因子。 压强的因次式： （A） （1） （2） （3） 从（1）、（2）、（3）得 代入（A）式 （B） （C） B与C比较得 光滑管： 1）层流： 2）过渡流： 3）湍流区： 4）阻力平方区： f与雷诺数无关 3）局部阻力计算 （1）阻力系数法 （2）当量长度法 例7如图从水箱接出一管路。若已知d1=150mm, l1=25m,8f1=0.037, d2=125mm,l2=10m,8f2=0.039, 闸阀的开度为1/2，水箱内的水面维持不变，需 要输入的水量为25l/s，求(1)直管的摩擦损失, (2)局部阻力损失,(3)总的压头损失. 2.8阻力计算的应用 1、乌氏粘度计的原理 设a-b间的体积为V，毛细管管径为d，流体 完全流过毛细管的时间为t，则流速为 (1) (2) (3) (4) (4)代入（3）得 该式为乌氏粘度计的计算公式。 或 2、球形颗粒在流体中运动时的阻力 在流体绕过颗粒前后的能量守恒定律为： 形状阻力系数为 因此液体绕过颗粒前后产生的压差为： 3、形状阻力系数与雷诺数的关系 流体绕过颗粒时： 4、颗粒重力沉降时的受力分析 (1) 颗粒自由沉降时：F1=F2+F3 (2) (2)代入(1)得: Stokeks公式 2.9流体的输送机械 输送液体的机械称为泵,输送气体的机械称为 鼓风机或压缩机. 按工作原理分类: (1)利用齿轮、活塞、螺杆挤压流体，如往复泵、往复 压缩机、齿轮泵等。 (2)利用高速转动的叶轮给流体动能,如离心泵、离心 压缩机等。 (3)其它类型的泵，如喷射泵。 1、离心泵的构造 叶轮、蜗状壳体 工作叶轮、泵轴、 排出口、吸入口 2、工作原理 启动前，泵壳先充满液体。液体由于叶轮的 旋转获得静压能和动能。当泵中心的液体进入 泵壳内时，由于流道变宽，液体的流速下降而 使部分动能转化为静压能。于是具有较高静压 能的液体到达出口并排出。泵中心由于液体被 抛出形成一定的真空度，而泵吸入管外储槽液 面的压强比中心大，在这种压强差的推动下， 储槽内的液体源源不断地被吸入泵内。补充被 排出的液体。 气缚现象 3、离心泵的主要性能参数 1）扬程：由泵的结构、转速、流量决定。 2）流量：单位时间内泵所输送的流体的体 积量。 3）功率： 单位：kw 4）效率： 泵的能量损耗原因： 1）出口处的静压强大，会倒流回泵内循环； 2）叶轮本身的摩擦损耗，消耗一部分能量。 4、离心泵的特性曲线 H、Q、Ne、η以及转速（n）之间的关系 在坐标轴上表示出来的曲线。 开泵时应注意: 1、进口处充满水； 2、关闭出口阀。 H、Q、Ne与转速（n）的关系 5、离心泵的吸入高度和气蚀余量 用泵吸水有一定限制 H1为压出高度; H2为吸入高度(最高为10mH2O); H为液体的升扬高度(扬程）. H2为泵入口处的真空高度， 它与几何高度有关系。 流体在管道或设备流量、流速和压力等有 关物理参数都不随时间变化而变化，只随 空间位置的改变而变化，这种流动称为稳 定流动。只要有一项是随时间变化的，则 称为不稳定流动。 4、流体流动的类型 层流的特点： 1）流体质点作一层滑过一层 的位移； 2）流体的流速沿断面按抛物线 分布； 3）管中的平均流速为最大流速 的1/2。 湍流的特点： 1）流体质点有剧烈的湍动； 2）流体的流速沿断面按塞形 分布； 3）管中的平均流速为最大流速 的0.8. 5、雷诺数 圆直管中， 层流 湍流 管径的计算 1）长方形管： 2）对圆环形管： 3）对于圆形管： 6、流体稳定流动时的连续性方程