流体输送与非均相分离技术 教学课件 ppt 作者 刘承先 张裕萍 主编 汤立新 主审模块一任务三 四.ppt

例 容器间相对位置的计算 如附图所示，某车间用一高位槽向喷头供应液体，液体密度为1050 kg/m3。为了达到所要求的喷洒条件，喷头入口处要维持4.05×104Pa的压强（表压），液体在管内的速度为2.2 m/s，管路阻力估计为25J/Kg（从高位槽的液面算至喷头入口为止），假设液面维持恒定，求高位槽内液面至少要在喷头入口以上多少米？ 分析：根据题给条件已知ρ、p1表、p2表、u1、u2、hf、We，求z，可用柏　　　努利方程式求解。 解：取高位槽液面为1－1截面，喷头入口处截面为2－2截面，过2－2截面中心线为基准面。在此两截面之间列伯努利方程，因两截面间无外功加入（We＝0），故： 　　其中，z1待求值，z2＝0，u1≈0（因高位槽截面比管道截面大得多，故槽内流速比管内流速要小得多，可用忽略不计，即u1≈0），u2＝2.2 m/s，ρ＝1050 kg/m3，p1表＝0，p2表＝4.05×104Pa，hf＝25 J/Kg， 　将已知数据代入，z1g=　　　　　　　　　=38.59+2.4225=66.01, 解出z1＝6.73m。 分析：计算结果说明高位槽的液面至少要在喷头入口以上6.73米，由本题可知，高位槽能连续供应液体，是由于流体的位能转变为动能和静压能，并用于克服管路阻力的缘故。 例 管内流体压强的计算 如附图所示，某厂利用喷射泵输送氨。管中稀氨水的质量流量为1×104kg/h，密度为1000kg/m3，入口处的表压为147kPa。管道的内径为53mm，喷嘴出口处内径为13mm，喷嘴能量损失可忽略不计，试求喷嘴出口处的压强。 解：取稀氨水入口为1-1′截面，喷嘴出口为2-2′截面，管中心线为基准水平面。在1-1′和2-2′截面间列柏努利方程 其中： z1=0； p1=147×103 Pa（表压）； z2=0；喷嘴出口速度u2可直接计算或由连续性方程计算 m/s We=0； Σhf=0 m/s 将以上各值代入上式: 解得: p2=－71.45 kPa （表压） 即喷嘴出口处的真空度为71.45kPa。 喷射泵是利用流体流动时静压能与动能的转换原理进行吸、送流体的设备。当一种流体经过喷嘴时，由于喷嘴的截面积比管道的截面积小得多，流体流过喷嘴时速度迅速增大，使该处的静压强急速减小，造成真空，从而可将支管中的另一种流体吸入，二者混合后在扩大管中速度逐渐降低，压强随之升高，最后将混合流体送出。 分析：此题若计入能量损失，则实际真空度较上述数值要小。若增大喷水量，泵的真空度会提高。实验室里布氏过滤器（布氏漏斗）采用的水冲泵就是依据这个原理。 例 确定流体输送机械所需的功率 某车间用离心泵将料液送往塔中，塔内压强为4.91×105Pa（表压），槽内液面维持恒定，其上方为大气压。贮槽液面与进料口之间垂直距离为20m，设输送系统中的压头损失为5m液柱，料液密度为900Kg/m3，管子内径为25mm，每小时送液量为2000Kg。 求：（1）泵所需的有效功率Ne。 （2）若泵效率为60%，求泵 的轴功率N。 解：（1）取料液贮槽液面为1-1’截面，并定为基准面，料液进塔管口处为2-2’截面，在两截面之间列出柏努利方程： 代入上式得 五、 流体阻力 　　流体静止时，玻璃管中的液面高度与容器内液面高度均相等，符合静力学基本原理－－在静止连通着的同种流体内部，压力相等的面（四液面均与大气相通）应处于同一水平面上。 1。流体阻力的表现与形成原因? 流体静止时： 1） 流体阻力的表现 h1 h0 h2 h3 　　流体流动时，四个液面高度会出现高度差，流体流量越大，玻璃管中的液柱高度差会越大。 流体流动时： h1 h0 h2 h3 　　在与h1、h2垂直的两截面间列柏努利方程，则： u1= u2, z1=z2, He=0, 在则上式可简化为： p1-p2 ρg Hf= =h1-h2 　　式中h1、h2为两玻璃管中的液面高度，其值反映流体在两截面处表压力的大小。 　　上式表明，流体在两截面间的管流过程中，其静压头减小，也即1N流体所携带的静压能在流动过程中有所损失，而损失的静压头则是用于抵御流体在两截面间的流体阻力。 　　当流体静止时，因h1＝h2，Hf=0；说明流体阻力只是在流体流动时存在，当流体静止时阻力消失。 倒置 U 型管压差计 用于测量液体的压差，指示剂密度 ? 0 小于被测液体密度 ? ， U 型管内位于同一水平面上的 a、b 两点在相连通的同一静止流体内，两点处静压强相等 即由指示液高度差 R 计算压差 若 ? ?0 双液柱微差压差计 *