化工原理第一章流体力学.ppt

⑤其他阀门：安全阀、减压阀、止回阀、疏水阀 止回阀： 止回阀主要作用是防止介质导流、防止泵及其驱动装置反转，以及容器内介质的泄漏，它又叫逆止阀、单向阀。启闭件靠介质流动和力量自行开启或关闭，以防止介质倒流的阀门叫止回阀。止回阀属于自动阀类，主要用于介质单向流动的管道上，只允许介质向一个方向流动，以防止发生事故。 疏水阀： 疏水阀是用于蒸汽管网及设备中，能自动排出凝结水、空气及其它不凝结气体，并阻水蒸汽泄漏的阀门。 原理：疏水阀要能“识别”蒸汽和凝结水，才能起到阻汽排水作用。“识别” 蒸汽和凝结水基于三个原理：密度差、温度差和相变。于是就根据三个原理制造出三种类型的疏水阀：分类为机械型、热静力型、热动力型。 1、机械型：也称浮子型，是利用凝结水与蒸汽的密度差，通过凝结水液位变化，使浮子升降带动阀瓣开启或关闭，达到阻汽排水目的。 2、热静力型：依靠液体温度的变化而动作，包括： 　　双金属片：敏感原件为双金属片 　　蒸汽压力式：敏感原件为波纹管或墨盒，内部充入 挥发性液体 3、热动力型：依靠液体的热动力学性质的变化而动作。 　　圆盘式：由于在相同的压力下，液体与气体的流速不同，所产生的不同的动，静压力，驱使圆盘阀片动作 　　脉冲式：由于不同温度的凝结水通过两极串连节流孔板式，坐在两极节流孔板之间形的不同压力，驱使阀瓣动作。 2、管路的安装 ⑴化工管路的连接 ①螺纹连接 ②法兰连接 ③承插式连接 ④焊接连接 ⑵化工管路的热补偿 ①依靠管路转弯的自然补偿 ②直线管道每隔一定距离安装补偿器 ⑶化工管路的试压与吹扫 ⑷化工管路的保温与涂色 常见化工管路颜色： 给水管为绿色；饱和蒸汽管为红色；氮气、氨气管 为黄色；真空管为白色；低压空气管为天蓝色；可燃液体 管为银白色；可燃气体管为紫 色；反应物料管为红色等。 * * （一）孔板流量计 第六节流量的测量 孔板 * * 在1-1截面和2-2截面间列柏努利方程，暂不计能量损失 变形得 （二）流量方程 问题：（1）实际有能量损失； （2）缩脉处A2未知。 * * 解决方法：用孔口速度u0替代缩脉处速度u2，引入 校正系数 C。 由连续性方程 令 * * 体积流量 质量流量 则 ?——流量系数（孔流系数） A0——孔面积。 * * （三）安装及优缺点 （1）安装在稳定流段，上游 l 10d，下游l 5d； （2）结构简单，制造与安装方便 ； （3）能量损失较大 。 * * 三、文丘里流量计 属差压式流量计； 能量损失小，造价高。 * * CV——流量系数（0.98～0.99） A0——喉管处截面积 * * 四、转子流量计 （一）结构与原理 从转子的悬浮高度直接读取流量数值。 * * （三）安装及优缺点 （1）永远垂直安装，且下进、上出，安装支路，以便于检修。 （2）读数方便，流动阻力很小，测量范围宽，测量精度较高； （3）玻璃管不能经受高温和高压，在安装使用过程中玻璃容易破碎。 * * 第一章 小结 通过连续性方程，我们得到了不同截面上的流速，流量的直接关系 让我们总结一下雷诺实验 人们研究发现，不仅仅流速对流体流动状态有影响，而且管道的直径，流体的黏度和密度都有影响 * * 1）判断流型 Re≤2000时，流动为层流，此区称为层流区； Re≥4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区； 2000 Re 4000 时，流动可能是层流，也可能是湍流，该区称为不稳定的过渡区。 2）物理意义 Re反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系，标志着流体流动的湍动程度。 * * 三、 层流和湍流的比较 （一）层流时的速度分布 u=0.5 umax 层流流动时的平均速度为管中心最大速度的1/2。 即流体在圆形直管内层流流动时，其速度呈抛物线分布。 * * （二）湍流时的速度分布 u=0.8 umax 比较均匀 * * 湍流流动时沿径向分为三层： 湍流主体 过渡层 层流内层 应当指出，在湍流时无论流体主体湍动的程度如何剧烈，在靠近管壁处总粘附着一层作层流流动的流体薄层，称为层流内层。其厚度虽然很小，但对流体传热、传质等方面影响很大。层流内层的厚度与Re有关，Re值越大，厚度越小；反之越大。 * * ----流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小或方向的改变而引起的阻力。 沿程损失（直管阻力损失） 局部阻力损失 四、流体阻力 ----流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻力损失。 1、直管阻力的计算 直管阻力也称沿程阻力，是指流体在管径不变的直管中流动时由于粘性所产生的摩擦阻力。 ——直管阻力通式（范宁Fanning公式）