化工原理第一章_流體力學(xué)下

1、第一章第一章流體流動(dòng)流體流動(dòng) Fluid Flow 流體的基本概念流體的基本概念 靜力學(xué)方程及其應(yīng)用靜力學(xué)方程及其應(yīng)用 機(jī)械能衡算式及柏努機(jī)械能衡算式及柏努 利方程利方程 流體流動(dòng)的現(xiàn)象流體流動(dòng)的現(xiàn)象 流動(dòng)阻力的計(jì)算、管路計(jì)算流動(dòng)阻力的計(jì)算、管路計(jì)算 1.4 1.4 流體流動(dòng)現(xiàn)象流體流動(dòng)現(xiàn)象 一一 流體的粘性和內(nèi)摩擦力流體的粘性和內(nèi)摩擦力 流體的粘性流體的粘性 流體在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下,有一種抗拒內(nèi) 在的向前運(yùn)動(dòng)的特性。粘性是流動(dòng)性的反面。 流體的內(nèi)摩擦力流體的內(nèi)摩擦力 運(yùn)動(dòng)著的流體內(nèi)部相鄰兩流體 層間的相互作用力。是流體粘性的表現(xiàn), 又稱為粘滯 力或粘性摩擦力。 由于粘性存在，流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管

2、內(nèi)任一截 面上各點(diǎn)的速度并不相同,如圖所示。 x u=0 y u 兩流體層之間單位面積上的內(nèi)摩擦力（或兩流體層之間單位面積上的內(nèi)摩擦力（或 稱為剪應(yīng)力）稱為剪應(yīng)力）與垂直于流動(dòng)方向的速度梯度與垂直于流動(dòng)方向的速度梯度 成正比。成正比。 y x u u=0 du dy u/u/ y y表示速度沿法線方向表示速度沿法線方向 上的變化率或速度梯度。上的變化率或速度梯度。 設(shè)有上下兩塊平行放置而相距很近的平板，兩板間設(shè)有上下兩塊平行放置而相距很近的平板，兩板間 充滿著靜止的液體充滿著靜止的液體。運(yùn)動(dòng)著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層間。運(yùn)動(dòng)著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層間 由于分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的相互作用力，即內(nèi)摩擦力。

3、由于分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的相互作用力，即內(nèi)摩擦力。 式中式中為比例系數(shù)，稱為為比例系數(shù)，稱為粘性系數(shù)粘性系數(shù)，或，或動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度（ viscosity），簡(jiǎn)稱），簡(jiǎn)稱粘度粘度。流體的粘性愈大，其值愈大 上式所表示的關(guān)系，稱為上式所表示的關(guān)系，稱為牛頓粘性定律牛頓粘性定律。 流體流體 粘性越大，其流動(dòng)性就越小。從桶底把一桶甘油放完要粘性越大，其流動(dòng)性就越小。從桶底把一桶甘油放完要 比把一桶水放完慢得多，這是因?yàn)楦视土鲃?dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力比把一桶水放完慢得多，這是因?yàn)楦视土鲃?dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力 比水大的緣故。比水大的緣故。 dy du （1-33） 二、牛頓粘性定律二、牛頓粘性定律 粘性是流體的基本物理特性之一。任

4、何流體都有粘性粘性是流體的基本物理特性之一。任何流體都有粘性 ，粘性只有在流體運(yùn)動(dòng)時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)粘性只有在流體運(yùn)動(dòng)時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。 u與與y也可能時(shí)如右圖的關(guān)系，也可能時(shí)如右圖的關(guān)系， 則牛頓粘性定律可寫成：則牛頓粘性定律可寫成： 粘度的單位為粘度的單位為Pas 。常用流體的粘度可查表。常用流體的粘度可查表。 dy du o x y 上式中上式中du/dydu/dy為速度梯度為速度梯度 dy du （1-33） 1、影響因素：流體種類和溫度、影響因素：流體種類和溫度 a.對(duì)于液體：以分子間內(nèi)聚力為主，溫度升高，分 子間間隙增大，內(nèi)聚力降低，下降。 b.對(duì)于氣體：分子熱運(yùn)動(dòng)，溫度升高，熱運(yùn)動(dòng)加劇

5、， 上升。 2、物理意義、物理意義 牛頓粘性定律說(shuō)明流體在流動(dòng)過(guò)程中流體層間 所產(chǎn)生的剪應(yīng)力與法向速度梯度成正比，與壓力無(wú) 關(guān)。 流體的這一規(guī)律與固體表面的摩擦力規(guī)律不同。 式中式中v為運(yùn)動(dòng)黏度，多用于工程中的流體黏度為運(yùn)動(dòng)黏度，多用于工程中的流體黏度 計(jì)量。計(jì)量。 v 運(yùn)動(dòng)黏度運(yùn)動(dòng)黏度 三 、流體流動(dòng)的類型-層流及湍流 1、雷諾試驗(yàn) 1883年, 英國(guó)物理學(xué)家Osbone Reynolds作了如下實(shí)驗(yàn)。 D B A C 墨水流線 玻璃管 雷諾實(shí)驗(yàn) 2、流體流動(dòng)狀態(tài)類型、流體流動(dòng)狀態(tài)類型 過(guò)渡過(guò)渡： 流動(dòng)類型不穩(wěn)定，可能是層流，也可能是湍流，流動(dòng)類型不穩(wěn)定，可能是層流，也可能是湍流， 或是兩者

6、交替出現(xiàn)，與外界干擾情況有關(guān)。過(guò)渡流不是一種或是兩者交替出現(xiàn)，與外界干擾情況有關(guān)。過(guò)渡流不是一種 流型。流型。 q湍流湍流(turbulent flow)或紊流或紊流: 當(dāng)流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)除了沿著管道向前流動(dòng)外，各質(zhì)點(diǎn)的當(dāng)流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)除了沿著管道向前流動(dòng)外，各質(zhì)點(diǎn)的 運(yùn)動(dòng)速度在大小和方向上都會(huì)發(fā)生變化，質(zhì)點(diǎn)間彼此碰撞并互相混合，這種運(yùn)動(dòng)速度在大小和方向上都會(huì)發(fā)生變化，質(zhì)點(diǎn)間彼此碰撞并互相混合，這種 流動(dòng)狀態(tài)稱為湍流或紊流。流動(dòng)狀態(tài)稱為湍流或紊流。 q層流層流(laminar flow)或滯流或滯流(viscous flow): 當(dāng)流體在管中流動(dòng)時(shí)，若其質(zhì)點(diǎn)始終沿著與

7、管軸平行的方向作直線運(yùn)當(dāng)流體在管中流動(dòng)時(shí)，若其質(zhì)點(diǎn)始終沿著與管軸平行的方向作直線運(yùn) 動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)之間沒(méi)有遷移，互不混合，整個(gè)管的流體就如一層一層的同心圓動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)之間沒(méi)有遷移，互不混合，整個(gè)管的流體就如一層一層的同心圓 筒在平行地流動(dòng)。筒在平行地流動(dòng)。 影響流體流動(dòng)類型的因素：影響流體流動(dòng)類型的因素： 流體的流速流體的流速u ； 管徑管徑d； 流體密度流體密度； 流體的黏度流體的黏度。 u u、d d、越大，越大，越小，就越容易從層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥脑叫。驮饺菀讖膶恿鬓D(zhuǎn)變?yōu)橥?流。流。上述中四個(gè)因素所組成的復(fù)合數(shù)群上述中四個(gè)因素所組成的復(fù)合數(shù)群du/，是判斷流，是判斷流 體流動(dòng)類型的準(zhǔn)則。體流動(dòng)類型的準(zhǔn)則

8、。 這數(shù)群稱為這數(shù)群稱為雷諾準(zhǔn)數(shù)或雷諾數(shù)雷諾準(zhǔn)數(shù)或雷諾數(shù)( (Reynolds number)Reynolds number)， 用用ReRe表示。表示。 000 3 )( )()( ReTML TL M L M T L L du 雷諾準(zhǔn)數(shù)的因次雷諾準(zhǔn)數(shù)的因次 ReRe數(shù)是一個(gè)無(wú)因次數(shù)群。數(shù)是一個(gè)無(wú)因次數(shù)群。 實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明： qReRe20002000，流動(dòng)類型為層流；，流動(dòng)類型為層流； qReRe40004000，流動(dòng)類型為湍流；，流動(dòng)類型為湍流； q20002000ReRe40004000，流動(dòng)類型不穩(wěn)定，可能是層流，流動(dòng)類型不穩(wěn)定，可能是層流 ，也可能是湍流，或是兩者交替出現(xiàn)，與外界

9、干擾，也可能是湍流，或是兩者交替出現(xiàn)，與外界干擾 情況有關(guān)。情況有關(guān)。 雷諾準(zhǔn)數(shù)雷諾準(zhǔn)數(shù) ReRe dudu Re 速度分布速度分布：流體流動(dòng)時(shí)，管截面上質(zhì)點(diǎn)的軸向速度沿半徑的流體流動(dòng)時(shí)，管截面上質(zhì)點(diǎn)的軸向速度沿半徑的 變化。流動(dòng)類型不同，速度分布規(guī)律亦不同。變化。流動(dòng)類型不同，速度分布規(guī)律亦不同。 1、流體在圓管中層流時(shí)的速度分布、流體在圓管中層流時(shí)的速度分布 由實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得層流流動(dòng)時(shí)的速度分布，如圖所示。由實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得層流流動(dòng)時(shí)的速度分布，如圖所示。 速度分布為拋物線形狀。速度分布為拋物線形狀。 管中心的流速最大；管中心的流速最大； 速度向管壁的方向漸減；速度向管壁的方向漸減； 靠管壁的流

10、速為零；靠管壁的流速為零； 平均速度為最大速度的一半。平均速度為最大速度的一半。 四、流體在圓管內(nèi)的速度分布四、流體在圓管內(nèi)的速度分布 max 2 1 uu 2、湍流的速度分布、湍流的速度分布 目前還沒(méi)有理論推導(dǎo)目前還沒(méi)有理論推導(dǎo) ，但有經(jīng)驗(yàn)公式。，但有經(jīng)驗(yàn)公式。 1 2 速度分布有兩個(gè)區(qū)域：速度分布有兩個(gè)區(qū)域： 中心中心(較平坦較平坦); 近管壁近管壁(速度梯度很大速度梯度很大); u壁 壁=0. 3 近管壁有層流底層；近管壁有層流底層； 4 中間為湍流區(qū)；中間為湍流區(qū)； 5 u越大，層流底層越??；越大，層流底層越薄； ； 6 起始段：起始段： max 0.82uu 平均 8/7 2 .64

11、 e R d dx)5040( 0 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 湍流湍流 層流層流 流 型 滯（層）流 湍（紊）流 判 據(jù) Re2000 Re 4000 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 情況 沿軸向作直線運(yùn)動(dòng)，不存在 橫向混合和質(zhì)點(diǎn)碰撞 不規(guī)則雜亂運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)碰 撞和劇烈混合。脈動(dòng)是湍 流的基本特點(diǎn) 管內(nèi)速度 分布 拋物線方程 壁面處uw=0,管中心umax 碰撞和混合使速度平均化 壁面處uw=0，管中心 表2兩種流型的比較 max 2 1 uu max u 1.5 1.5 流體管內(nèi)的流動(dòng)阻力流體管內(nèi)的流動(dòng)阻力 * 在圖在圖1-91-9所示的系統(tǒng)中，流體從截面所示的系統(tǒng)中，流體從截面1-11-1流流 入，從截面入，從截面2-22-

12、2流出。流出。管路上裝有對(duì)流體作功的管路上裝有對(duì)流體作功的 泵及向流體輸入或從流體取出熱量的換熱器。泵及向流體輸入或從流體取出熱量的換熱器。 并假設(shè)：并假設(shè)： （a a）連續(xù)穩(wěn)定流體；）連續(xù)穩(wěn)定流體； （b b）兩截面間無(wú)旁路）兩截面間無(wú)旁路 流體輸入、輸出；流體輸入、輸出； （c c）系統(tǒng)熱損失）系統(tǒng)熱損失Q QL L=0=0。 能量損失能量損失：流體在管內(nèi)從第一截面流到第二截面時(shí)，由于流體在管內(nèi)從第一截面流到第二截面時(shí)，由于 流體層之間或流體之間的湍流產(chǎn)生的內(nèi)摩擦阻力，使一部分機(jī)流體層之間或流體之間的湍流產(chǎn)生的內(nèi)摩擦阻力，使一部分機(jī) 械能轉(zhuǎn)化為熱能。我們把這部分機(jī)械能稱為能量損失。能量損械

13、能轉(zhuǎn)化為熱能。我們把這部分機(jī)械能稱為能量損失。能量損 失可以通過(guò)阻力計(jì)算求得。失可以通過(guò)阻力計(jì)算求得。 流動(dòng)阻力流動(dòng)阻力：流體在管路中的流動(dòng)阻力可分為流體在管路中的流動(dòng)阻力可分為直管阻力直管阻力和和 局部阻力局部阻力兩類。兩類。 直管阻力直管阻力：或沿程阻力。：或沿程阻力。流體流經(jīng)一定直徑流體流經(jīng)一定直徑 的直管時(shí)所產(chǎn)生的阻力。的直管時(shí)所產(chǎn)生的阻力。 局部阻力局部阻力：流體流經(jīng)管件、閥門及進(jìn)出口時(shí)，由于受流體流經(jīng)管件、閥門及進(jìn)出口時(shí)，由于受 到局部障礙所產(chǎn)生的阻力。到局部障礙所產(chǎn)生的阻力。 總能量損失總能量損失：為直管阻力與局部阻力所引起能為直管阻力與局部阻力所引起能 量損失之總和量損失之總和

14、。 u P1 d F F P2 1 1 2 2 l 2 32lu d p 由哈根方程：由哈根方程： 則能量損失：則能量損失： 22Re 64 2 64 32 22 2 2 )()( u d lu d l u d l d lup f du h 式中：式中： 摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)， =64/Re=64/Re 范寧公式范寧公式 1 流體在直管中的阻力流體在直管中的阻力 1.1 層流時(shí)的直管阻力層流時(shí)的直管阻力 實(shí)驗(yàn)證明，實(shí)驗(yàn)證明，湍流運(yùn)動(dòng)時(shí)，管壁的粗糙度對(duì)湍流運(yùn)動(dòng)時(shí)，管壁的粗糙度對(duì) 阻力、能量的損失有較大的影響。阻力、能量的損失有較大的影響。 q絕對(duì)粗糙度絕對(duì)粗糙度 ： 管壁粗糙部分的平均高度。管壁粗

15、糙部分的平均高度。 q相對(duì)粗糙度相對(duì)粗糙度 /d： d u 1.2 湍流時(shí)的直管阻力湍流時(shí)的直管阻力 材料與加工精度；材料與加工精度； 光滑管：玻璃管，銅管等；光滑管：玻璃管，銅管等； 粗糙管：鋼管、鑄鐵管等。粗糙管：鋼管、鑄鐵管等。 使用時(shí)間；使用時(shí)間； 絕對(duì)粗糙度可查表或相關(guān)手冊(cè)。絕對(duì)粗糙度可查表或相關(guān)手冊(cè)。 p 粗糙度的產(chǎn)生粗糙度的產(chǎn)生 層流運(yùn)動(dòng)層流運(yùn)動(dòng) 流體運(yùn)動(dòng)速度較慢流體運(yùn)動(dòng)速度較慢, 與管壁碰撞不大，因此阻力、摩擦系數(shù)與與管壁碰撞不大，因此阻力、摩擦系數(shù)與 無(wú)關(guān)，無(wú)關(guān)， 只與只與Re有關(guān)。層流時(shí)，有關(guān)。層流時(shí)， 在粗糙管的流動(dòng)與在在粗糙管的流動(dòng)與在 光滑管的流動(dòng)相同。光滑管的流動(dòng)相

16、同。 p 粗糙度對(duì)流體流動(dòng)類型的影響粗糙度對(duì)流體流動(dòng)類型的影響 湍流運(yùn)動(dòng)湍流運(yùn)動(dòng) ，阻力與層流相似，此時(shí)稱為水力光滑管。，阻力與層流相似，此時(shí)稱為水力光滑管。 ，Re b 質(zhì)點(diǎn)通過(guò)凸起部分時(shí)產(chǎn)生漩渦質(zhì)點(diǎn)通過(guò)凸起部分時(shí)產(chǎn)生漩渦 能能 耗耗 。 b b b 從理論和實(shí)踐上可以證明，湍流運(yùn)動(dòng)時(shí)流體從理論和實(shí)踐上可以證明，湍流運(yùn)動(dòng)時(shí)流體 的直管阻力為：的直管阻力為： 2 2 u d l f h 為摩擦系數(shù)，為摩擦系數(shù)， )( , d e R 湍流運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力湍流運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力hf在形式上與層流相同。在形式上與層流相同。 0.10 0.09 0.08 0.07 0.05 0.04 0.06 0.03 0.05

17、 0.02 0.015 0.04 0.01 0.008 0.006 0.03 0.004 0.025 d 0.002 0.02 0.001 0.0008 0.0006 0.0004 0.015 0.0002 0.0001 0.00005 0.01 0.009 0.00001 0.008 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 2 4 6 8 103 104 105 106 107 108 0.000005 0.000001 雷諾數(shù) du Re 莫莫狄狄（Moody）圖圖 層層 流流 區(qū)區(qū) 湍湍流流區(qū)區(qū) Re 64 過(guò) 渡 區(qū) 阻力平方區(qū) d Re, d 水水力力光光滑滑

18、管管 Re 2 2 u d l h f 層流區(qū)層流區(qū) 過(guò)渡區(qū)過(guò)渡區(qū)湍流區(qū)湍流區(qū)完全湍流，粗糙管完全湍流，粗糙管 光滑管光滑管 Re /d 摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)、相對(duì)粗糙度的關(guān)系摩擦系數(shù)與雷諾準(zhǔn)數(shù)、相對(duì)粗糙度的關(guān)系 上圖可以分成上圖可以分成4個(gè)不同區(qū)域。個(gè)不同區(qū)域。 層流區(qū)：層流區(qū)： Re 2000， =64/Re ，與，與 /d無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。 過(guò)渡區(qū)：過(guò)渡區(qū)： 2000 Re 4000 湍流區(qū)：湍流區(qū)： Re 4000, 與與Re 和和 /d有關(guān)。有關(guān)。 完全湍流區(qū)完全湍流區(qū)(阻力平方區(qū)阻力平方區(qū))： 與與Re 無(wú)關(guān)，無(wú)關(guān)， 僅與僅與 /d有關(guān)。有關(guān)。 查表舉例查表舉例 1. Re=103， =0

19、.06 Re=104， /d=0.002 =0.034 3. Re=107， /d=0.002 =0.023 湍流時(shí)的湍流時(shí)的 為阻力系數(shù)為阻力系數(shù) 光滑管：光滑管：.5103Re3.0 離心泵排出管（水類液體）離心泵排出管（水類液體） 2.53.0 飽和蒸汽飽和蒸汽 2040 往復(fù)泵吸入管（水類液體）往復(fù)泵吸入管（水類液體） 0.751.0 過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽 3050 往復(fù)泵排出管（水類液體）往復(fù)泵排出管（水類液體） 1.02.0 蛇管、螺旋管內(nèi)的冷卻水蛇管、螺旋管內(nèi)的冷卻水 1.0 液體自流速度（冷凝水等）液體自流速度（冷凝水等） 0.5 低壓空氣低壓空氣 1215 真空操作下氣體流速真空

20、操作下氣體流速 50 作用作用： 改變管道方向改變管道方向(彎頭彎頭); 連接支管連接支管(三通三通); 改變管徑改變管徑(變形管變形管); 堵塞管道堵塞管道(管堵管堵)。 螺旋接頭螺旋接頭卡箍接頭卡箍接頭 彎頭彎頭 三通三通 變形管變形管 管件管件：管與管的連接部件。管與管的連接部件。 3 3 管件管件 (pipe fitting)(pipe fitting) 球閥 旋塞閥 截止閥 閘閥 蝶閥 裝于管道中用以裝于管道中用以開(kāi)關(guān)管路開(kāi)關(guān)管路或或調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)流量。 4 閥門閥門 (Valve)(Valve) v截止閥截止閥 (globe valve)(globe valve) 特點(diǎn)特點(diǎn)：構(gòu)造較復(fù)

21、雜構(gòu)造較復(fù)雜。在閥體部分液。在閥體部分液 體流動(dòng)方向經(jīng)數(shù)次改變，體流動(dòng)方向經(jīng)數(shù)次改變，流動(dòng)阻力較流動(dòng)阻力較 大大。但這種閥門。但這種閥門嚴(yán)密可靠嚴(yán)密可靠，而且，而且可較可較 精確地調(diào)節(jié)流量精確地調(diào)節(jié)流量。 應(yīng)用應(yīng)用：常用于蒸汽、壓縮空氣及液體輸常用于蒸汽、壓縮空氣及液體輸 送管道。若流體中含有懸浮顆粒時(shí)應(yīng)避免使送管道。若流體中含有懸浮顆粒時(shí)應(yīng)避免使 用。用。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：依靠閥盤的上升或下降，依靠閥盤的上升或下降， 改變閥盤與閥座的距離，以達(dá)到調(diào)改變閥盤與閥座的距離，以達(dá)到調(diào) 節(jié)流量的目的。節(jié)流量的目的。 v 閘閥閘閥 (gate valve)(gate valve)：閘板閥閘板閥 特點(diǎn)特點(diǎn)：構(gòu)

22、造簡(jiǎn)單，液體阻力小，構(gòu)造簡(jiǎn)單，液體阻力小， 且不易為懸浮物所堵塞，故常用于且不易為懸浮物所堵塞，故常用于 大直徑管道。其缺點(diǎn)是閘閥閥體高；大直徑管道。其缺點(diǎn)是閘閥閥體高； 制造、檢修比較困難。制造、檢修比較困難。 應(yīng)用應(yīng)用：較大直徑管道的開(kāi)關(guān)較大直徑管道的開(kāi)關(guān)。 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：閘閥是利用閘板的上升或下降，以調(diào)節(jié)管路中流體的閘閥是利用閘板的上升或下降，以調(diào)節(jié)管路中流體的 流量。流量。 v止逆閥止逆閥(check valve):(check valve): 單向閥單向閥 特點(diǎn)特點(diǎn)：只允許流體單方向流動(dòng)。只允許流體單方向流動(dòng)。 應(yīng)用應(yīng)用：只能在單向開(kāi)關(guān)的特殊情只能在單向開(kāi)關(guān)的特殊情 況下使用。況下使用。

23、 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：如圖所示。當(dāng)流體自左向右流動(dòng)時(shí)，閥自動(dòng)開(kāi)啟；如如圖所示。當(dāng)流體自左向右流動(dòng)時(shí)，閥自動(dòng)開(kāi)啟；如 遇到有反向流動(dòng)時(shí)，閥自動(dòng)關(guān)閉。遇到有反向流動(dòng)時(shí)，閥自動(dòng)關(guān)閉。 離心泵離心泵 離心離心 風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī) 高高 壓壓 風(fēng)風(fēng) 機(jī)機(jī) 5 輸送機(jī)械輸送機(jī)械(泵、風(fēng)機(jī)泵、風(fēng)機(jī)) 閥門閥門管子管子 管件管件 (彎頭彎頭) 輸送機(jī)械輸送機(jī)械 (泵泵) 麥汁麥汁 一級(jí)發(fā)酵罐一級(jí)發(fā)酵罐 柱式供養(yǎng)器柱式供養(yǎng)器 泵泵 板式滅菌器板式滅菌器 二級(jí)發(fā)酵罐二級(jí)發(fā)酵罐酵母分離器酵母分離器 攪拌式多罐型啤酒連續(xù)發(fā)酵流程圖攪拌式多罐型啤酒連續(xù)發(fā)酵流程圖 菌種菌種 啤酒啤酒 酵母泥酵母泥 管路布置和安裝的原則 盡量明線鋪設(shè)、集中鋪

24、設(shè)、便于檢修 管路布置和安裝的原則 有一定高度、管間距和跨距 傾斜和接地 冷熱分開(kāi) 熱補(bǔ)償 涂色 1.6流量測(cè)定 差壓式流量測(cè)量法 速度式流量測(cè)量法 容積式測(cè)量法 質(zhì)量流量測(cè)量法 1.6.1流量測(cè)量方法 圖2-14 流速式水表 （a） 旋翼式水表；（b） 螺翼式水表 1.6.2流量的測(cè)量流量的測(cè)量 1. 1. 測(cè)速管（畢托管）測(cè)速管（畢托管） 1 1、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu) 2 2、原理、原理 內(nèi)管A處 . 2 2 1 u pp A 外管B處 ppB 測(cè)速原理：將流體的動(dòng)壓能轉(zhuǎn)化為靜壓能。測(cè)速原理：將流體的動(dòng)壓能轉(zhuǎn)化為靜壓能。 內(nèi)管測(cè)得的是管口內(nèi)管測(cè)得的是管口 所在位置的局部流體動(dòng)能與靜壓能之和；外管前端

25、壁面四周的所在位置的局部流體動(dòng)能與靜壓能之和；外管前端壁面四周的 測(cè)壓口與管道中液體的流動(dòng)方向相平行，測(cè)得是靜壓能。測(cè)壓口與管道中液體的流動(dòng)方向相平行，測(cè)得是靜壓能。 點(diǎn)速度： p u 2 . )(2 0 . Rg u即 討論：討論： （1）皮托管測(cè)量流體的點(diǎn)速度，可測(cè)速度分布 曲線； . 2 . 2 2 1 ) 2 1 (u p u pppp BA 三、安裝三、安裝 （1）測(cè)量點(diǎn)位于均勻流段，上、下游各有50d直管距離； （2）皮托管管口截面嚴(yán)格垂直于流動(dòng)方向； （3）皮托管外徑d0不應(yīng)超過(guò)管內(nèi)徑d的1/50，即d0Re臨界時(shí)， )( 1 0 0 A A fC (3) 測(cè)量范圍 一般 C0=

26、0.60.7 RVS 2 S VR 孔板流量計(jì)的測(cè)量范圍受U形壓差計(jì)量程決定。 d Re 1 0 A A Re臨界值 三、安裝及優(yōu)缺點(diǎn) （1）安裝在穩(wěn)定流段，上游l10d，下游l5d； （2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造與安裝方便 ； （3）能量損失較大 。 三、文丘里（三、文丘里（Venturi）流量計(jì)）流量計(jì) 屬差壓式流量計(jì)； 能量損失小，造價(jià)高。 喉管喉管 )(2 0 0 Rg ACV VS CV流量系數(shù)（0.980.99） A0喉管處截面積 1.6.4 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 1 1、結(jié)構(gòu)與原理、結(jié)構(gòu)與原理 從轉(zhuǎn)子的懸浮高度 直接讀取流量數(shù)值。 組成組成：錐形玻璃管和轉(zhuǎn)子錐形玻璃管和轉(zhuǎn)子 原理原理：轉(zhuǎn)子上下的壓差與轉(zhuǎn)子的凈轉(zhuǎn)子上下的壓差與轉(zhuǎn)子的凈 重力（重力與浮力之差）相等。重力（重力與浮力之差）相等。 1.7.2 變變截截面面流流量量計(jì)計(jì) 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子子流流量量計(jì)計(jì) u0 2 2 1 1 u1 微錐形玻璃管， 錐 角約為 4左右 轉(zhuǎn)子（或稱浮 子）直徑略小 于玻璃管內(nèi)徑 轉(zhuǎn)子密度須大于 被測(cè)流體的密度 重力重力 浮力浮力升升力力 凈重力凈重力升力升力 變截面