化工单元操作--总复习

总复习总复习 流体流动流体流动 重点 柏努利方程重点 柏努利方程 fe E Pu gzW Pu gz 2 2 2 2 1 2 1 1 22 KgJ fe h g P g u zh g P g u z 2 2 2 2 1 2 1 1 22 mNJ 压强降 22 2 2 2 21 2 1 1ffe pEP u gzWP u gz PamJ 3 一 位能一 位能 z gz gz z 是相对值 是相对于所取水平面的垂直高度 二 动能 两个知识点 连续性方程 流量计 二 动能 两个知识点 连续性方程 流量计 1 连续性方程 定态流动与非定态流动 定态流动时对所有流体有 常数 nnnA uAuAu 322111 对不可压缩流体有 常数 nnA uAuAu 2211 对圆管有 2 1 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 4 4 d d d d A A u u 2 流量计 孔板 文丘里 转子三种 利用 V uA 来测量 孔板 文丘里 A 一定 u 与 P 根据柏努利方程成一定关系 而 P 由压差计测 得 故该两种流量计由孔板或文氏管与压差计相连组成 VS增大 u 增大 P 增大 A 不变 转子 f fff A gVgV P VS增大 转子上移 A 增大 u 不变 P 不变 三 静压能 两个知识点 静力学基本方程 密度三 静压能 两个知识点 静力学基本方程 密度 1 静力学基本方程 压强单位及换算 OmHmmHgatPaatm 2 5 33 10760033 1 10013 1 1 压强表示法 表压强 绝对压强 大气压强 真空度 大气压强 绝对压强 真空度 表压强 表达式 或ghPP 0 2112 zzgPP 等压面 等高 静止 连通 同一流体 分液器 应用 压强或压差的测量 U 形管 液位测量 液封高度计算 解题原理 等压面 指示液 与被测液不互溶 颜色好分辨 密度一般大于被测液 倒 U 形管除外 水平放置时 gRP BA 气体为指示液 因 可忽略不计 所以 液封时常用 液气 gRP 安全液封 溢流液封 g P g PP h 表 0 g P g PP h 真 0 2 密度 液体 随温度和压强变化而变化 可通过查表获得数据 混合物 n n m www 2 2 1 1 1 气体 温度不太低 压强不太高时 P KPa 绝对压强 T K RT PM 混合物时 RT PMm m 或 其中 T T P P 0 0 0 KT273 0 KPaP33 101 0 3 0 4 22 m M 四 有效功四 有效功 We He J kg J N m 有效功率 Pe vemee gqHqWP P 五 阻力损失 知识点 流型 粘度 阻力损失计算 五 阻力损失 知识点 流型 粘度 阻力损失计算 1 流型 滞流 湍流 本质区别 滞流为轴向流动 湍流为径向与轴向混合运动 流动方向的差异 判断依据 滞流 Re 2000 湍流 Re 4000 过渡流为中间值 圆形管 d 非圆形管 仅用于计算 e e du R e d 流体润湿周长 流通面积 4 e d e d 2 粘度 单位 cPPsmPasPa10001010001 影响 气体 T P 的影响不明显 液体 T 3 流动阻力计算 直管 局部 fff EEE 直管 2 2 u d l Ef g u d l hf 2 2 2 2 u d l pf 值 滞流区 2000 e R e R 64 过渡流 湍流区 f Re d 完全湍流区 f d 与 Re 即流型无关 局部 阻力系数法 当量长度法 2 2 u hf 2 2 u d l h e f 总阻力损失 2 2 22 u d lu d ll hhh e fff 或 同管径适用 不同管径时 则需分段计算 降低阻力损失措施 减短管长 减少管件 加大管径 表面光滑 气体压缩或液化后输送 高粘度液体 需加热输送 加入阻垢剂等 流体输送机械流体输送机械 液体泵 离心泵 往复泵 旋转泵 流体作用泵等 气体机 通风机 鼓风机 压缩机 真空泵 一 离心泵工作原理及基本结构一 离心泵工作原理及基本结构 二 性能参数与离心泵特性曲线二 性能参数与离心泵特性曲线 1 流量 Q m3 h 2 扬程或压头 He 1N 流体流过泵所获得的有效机械能 测量 g PP hH 12 0 3 轴功率 P W 4 效率 P gHQ P P ee 3600 5 特性曲线 一定转速下常温清水为工质在常压下测定 最高效率点称工作点 三 影响因素三 影响因素 1 物性 H Q 不变 H Q P 2 转速 n 叶轮直径 D 四 离心泵安装四 离心泵安装 1 气蚀 P1 PV 大量气化 进入到出口高压区 气泡破裂 形成局部真空 从而形 成很大的局部冲击力 破坏泵体 形成气蚀 2 允许气蚀余量 抗气蚀性能指标 g P g u g P h V 2 2 11 3 允许最大安装高度 2 0101 max 0 1 0 1 2 v gff PPPPu HHhH gggg 4 防止措施 使 P1 具体措施 Hg u1 关小出口阀 或 Hf 0 1 吸入管长 吸入管径 五 流量调节五 流量调节 1 调节出口阀开度 最常用 方便 能量损失增大 2 调节泵的转速 叶轮直径或并串联泵 3 当泵出口连到密闭容器 P 不变 时 物料 Q H P 传传 热热 重点 传热基本方程重点 传热基本方程 m tKSQ 一 一 Q 传热速率 换热器的能力 传热速率 换热器的能力 热负荷 生产任务对换热器的要求 设计中 热负荷代替传热速率计算 再乘上系数 热负荷的确定 走管程流体所传递的热量 热量衡算 Lch QQQ Lcpcchphh QrttCWrTTCW 1221 二 传热平均温度差二 传热平均温度差 2 1 21 ln t t tt tm 相同进出口温度时 并错逆mmm ttt 两流体只有相变时为恒温传热 一侧恒温 tTtm 并错逆mmm ttt 三 传热系数三 传热系数 1 热传导 导热系数 与密度和粘度相同都是物质固有的物性 气体液体非金属金属 平壁 n n n n n m b t b t b t bbb t S Q q 2 2 2 1 1 1 2 2 1 1 圆筒壁 2 对流传热 L rr t L rr t L rr t L rr L rr L rr t L Q nm 3 34 2 23 2 1 12 1 3 34 2 23 1 12 2 ln 2 ln 2 ln 2 ln 2 ln 2 ln miim tStSQ 00 不是物性 热阻主要集中在滞流内层 温降最大 无相变 2 0 8 0 d u B u d 改变流向 都可使 有相变 冷凝 滴状 膜状 不凝性气体的排出及冷凝面的布置 沸腾 池内 自然对流 核状沸腾 膜状沸腾 不稳定 稳定 温差应控制在核状沸腾 最大 表面粗糙 清洁 操作 P T 3 污垢热阻 定时清除 阻垢剂 水处理等 4 总传热系数 K 或 o so m o si ii o R S bS R S S K 11 o sosi i R b R K 111 四 强化传热途径 即四 强化传热途径 即 Q K S t tm m 1 S 改进设备结构 翅片状 作用 提高了传热面积 设备紧凑 提高了流体湍动 2 tm 改变冷却剂或加热剂温度 或采用逆流或增加壳程数 3 K 即降低热阻 对薄壁 抓主要矛盾 一般较小 可忽略 刚投产时 较小 占主要矛盾 b sos