流體流動安全技術(shù)分析.docx

1、流體流動安全技術(shù)分析一、流量方程式流體流動的規(guī)律是通過一些參數(shù)描述的，流量與流速就是最基本的參數(shù)，而珂者間的關(guān)系就 是流量方程式。二、 流量流體在流動時，每單位時間內(nèi)通過管道任一截面的流體量，稱為流體的流量。如果流體量用流體的質(zhì)量來度量，則稱為質(zhì)量流量，用 qm 表示，單位是 kgs 或 kgh；如果流體量用流體的體積來度量，則稱為體積流量，用 qv 表示，單位是 m3s 或 m3h。兩者的關(guān)系qmpqv式中相同條件下流體的密度，kgm3。需要注意的是，由于在不同的狀態(tài)(t、p)下，相同質(zhì)量氣體的體積是不同的，因此，在用體 積流量來表示氣體的流量時，必須注明氣體的狀態(tài)。三、 流速單位時間內(nèi)，流

2、體在流動方向上經(jīng)過的距離叫流體的流速。由于流體具有黏性，流體管內(nèi)流動時，同一流通截面上各點(diǎn)的流速是不同的，越靠近管壁，流速越小，中心的流速最大。在流體輸送中所說的流速，通常指整個流通截面上流速的平均值，用u 表示，單位是 ms。平 均流速可以用下式計(jì)算：uqva (512)式中 a垂直于流向的管道截面積，稱為流通截面積，m2。對于圓形管路，a 就是截面圓 的面積，即：式中 d-管道的內(nèi)徑，m。由于氣體的體積是隨著狀態(tài)的變化而變化的，工業(yè)生產(chǎn)中也有用質(zhì)量流速來表示氣體的流速的。在化工生產(chǎn)中，流體流速不僅關(guān)系著流體流動的動量、揚(yáng)程等與安全有關(guān)的問題，而且 關(guān)系著流體靜電的產(chǎn)生和靜電火花問題。四、

3、流量方程式描述流體流量、流速和流通截面積三者之間的關(guān)系式稱為流量方程式，主要有方程(512)。它告訴我們，在流量一定的情況下，流通截面積越小，流速越大。在工程上，流量方程式主 要用來指導(dǎo)選擇管子規(guī)格和確定塔設(shè)備的直徑。將方程式(513)代入式(512)得通常，流量是由輸送任務(wù)決定的，因此，管子的規(guī)格取決于流速的大小。由式可以看出，流速越大，管徑越小，管路投入(設(shè)備費(fèi)用)越小，但同時，流速越大，流體輸送的動力消耗(操作費(fèi)用)也越大(流體阻力)；反之，結(jié)果相反。通常，水及低黏度液體的適宜流速為 153oms，常壓氣體的適宜流速為 1020ms，飽和蒸汽的適宜流速為 2040ms 等。確定流速 時還

4、應(yīng)考慮流體流動過程中的靜電積累問題保持在安全流速范圍。例 55 需要將密度為 960kgm3 的料液送人某精餾塔精餾分離。已知進(jìn)料量是 10000kg h，進(jìn)料速度是 142ms。問進(jìn)料管的直徑應(yīng)該是多少?解進(jìn)料管的直徑為五、 穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動根據(jù)流體流動過程中流動參數(shù)的變化情況，可以將流體的流動分為穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動。如圖 54(a)所示，由于進(jìn)入恒位槽的流體的流量大于流出的流體的流量，多余的流體就會從溢流管流出，從而保證了恒位槽內(nèi)液位的恒定。在液體流動過程中，流體的壓力、流量、流速等流動參數(shù)只與位置有關(guān)，而不隨時間的延續(xù)而變化，像這種流動參數(shù)只與空間位置有 關(guān)而與時間無關(guān)的流動，叫穩(wěn)定流動。圖 54(b)由于沒有流體的補(bǔ)充，貯槽內(nèi)的液位將隨著流動的進(jìn)行而不斷下降，從而導(dǎo)致流體的壓力、流量、流速等流動參數(shù)不僅與位置有關(guān)，而且與時間有關(guān)，像這種流動參數(shù)既與 空間位置有