化工物料輸送與控制教案化工2

1、化工物料輸送與控制（項目化）教案（2015.92016.1學(xué)年第1學(xué)期）學(xué)院學(xué)州工程職篇技術(shù)學(xué)院系（部）化工與材料學(xué)院教研室.化工基礎(chǔ)教研室班級化工1411教師潘文群項目一、液體物料的輸送與控制知識目標(biāo)：掌握流體輸送過程中常用貯罐型式；安全裝置的結(jié)構(gòu)；常用閥門的性能特點；離心泵主要性能以及氣縛、氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，離心泵的選型與安裝高度；流體基本物理量及其相互關(guān)系，靜力學(xué)方程，連續(xù)性方程，柏努利方程，流體阻力的形成及影響因素、流體的流動型態(tài)及其判定；流體輸送過程的操作要領(lǐng)。理解流體輸送中常用材質(zhì)性質(zhì)；化工管路的構(gòu)成、管道連接方式、布置等原則；輸送機械的類型及特點；單一管路阻力的估算方法及減小流

2、體阻力的途徑；常見故障及其處理方法的理論基礎(chǔ)。了解輸送機械的結(jié)構(gòu)及工作過程；管內(nèi)流速的分布等；壓力容器知識及試驗方法；能力目標(biāo)：能根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)選擇合適的貯罐型式及材質(zhì)；能正確選擇流體輸送機械型式，正確使用離心泵；會選擇合適的閥門等管件；會初步進行管路布置。會用流體靜力學(xué)測定流體的壓力、液位以及液封高度的計算；能根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求應(yīng)用柏努利方程估算輸送流體所需能量以便選用合適的輸送機械；能進行離心泵、往復(fù)泵、齒輪泵、壓縮機等常用流體輸送機械基本操作；能對輸送過程中的常見故障進行分析處理；能根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和設(shè)備特點制定簡單的流體輸送過程的安全操作規(guī)程。素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的思維方式，培養(yǎng)學(xué)

3、生追求知識、獨立思考、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度；逐步形成理論上正確、技術(shù)上可行、操作上安全可靠、經(jīng)濟上合理的工程技術(shù)觀念，培養(yǎng)學(xué)生敬業(yè)愛崗、勤學(xué)肯干的職業(yè)操守、嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的職業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作、積極進取的團隊合作精神，培養(yǎng)學(xué)生安全生產(chǎn)、環(huán)保節(jié)能的職業(yè)意識。任務(wù)（A）常州新東化工集團氯堿生產(chǎn)，利用氯化鈉電解工藝，可生產(chǎn)氫氣、氯氣、鹽酸、氫氧化鈉等基礎(chǔ)化工產(chǎn)品。流體輸送過程我們選擇其中的鹽酸生產(chǎn)過程為例，進行分析和計算。已知：處理量為50000t/Y50000t/Y之間，物料中鹽酸含量為31%（質(zhì)量百分率，下同）。年生產(chǎn)時間為300天。第6 組：60000t/Y ；第7 組：62000t/Y

4、 ；第8 組：64000t/Y ；第9 組：68000t/Y ；第 10 組： 70000t/Y分為10組：第1組：50000t/Y；第2組：52000t/Y；第3組：54000t/Y；第4組：56000t/Y；第5組：58000t/Y；完成下列任務(wù)（1）鹽酸貯槽的確定；2）化工管路的確定；3）輸送泵的確定；4）閥門管件的確定；5）材料的確定；6）儀表的選用；7）流體輸送操作。項目三氯堿化工常新化工集團氯堿生產(chǎn)，利用氯化鈉電解工藝生產(chǎn)氯氣、氫氣、鹽酸等化工產(chǎn)品，其中氯氣氣體是送到用氣點后。加壓后充入氯氣鋼瓶作為產(chǎn)品銷售或送入反應(yīng)工段與氫氣反應(yīng)生成氯化氫，再通過吸收過程成為鹽酸產(chǎn)品。選取氯氣的輸

5、送方式。水一水-噴射系高位糟圈心泉7項目二PET生產(chǎn)項目以對苯二甲酸（PTA和EG（乙二醇）為主要原料，采用半連續(xù)直接酯化法生產(chǎn)聚酯切片。其主要化學(xué)反應(yīng)式如下:COOHCOOH+2HOCH2CH 22。+ (n-1)HOCH 2CH 20H其原料有乙二醇和對苯二甲酸選取對苯二甲酸輸送方式。任務(wù)（B）1.常州新東化工集團有限公司在聚對苯二甲酸乙二醇酯（PEP生產(chǎn)中酯化釜的物料輸送到縮聚釜。一釜料約2500kg,要求在20分鐘內(nèi)完成輸送。酯化釜與縮聚釜位差為10m.查得反應(yīng)溫度下單體的粘度為55.6mPas,密度為1000kg/m3。設(shè)管路的總壓頭損失為3.5m（不包括出口），請選擇物料的輸送方法

6、？計算出酯化釜中的壓力應(yīng)多大？任務(wù)（A1.常州新東化工集團有限公司在聚對苯二甲酸乙二醇酯（PETT生產(chǎn)中酯化釜的物料輸送到縮聚釜。一釜料約2500kg,要求在20分鐘內(nèi)完成輸送。酯化釜與縮聚釜在同一平面上.查得反應(yīng)溫度下單體的粘度為55.6mPa密度為1000kg/m3。設(shè)管路的總壓頭損失為3.5m（不包括出口），請選擇物料的輸送方法？計算出酯化釜中的壓力應(yīng)多大？9縮聚釜任務(wù)（B）現(xiàn)有一個小型私人企業(yè)，采用地下水資源來作為循環(huán)水使用，在使用時，先將水打出到高位水槽，高位水槽的高度距離地面15米。井水的深度為2米，距離高位水槽的水平距離為10米，且需要拐兩個彎。再有水槽送到需要使用的設(shè)備。用水量

7、在2-15T/天之間，各人選擇自已的用水量（不允許相同）。這些水量一天在1-5小時之內(nèi)打出來，各人選擇根據(jù)自已的用水量選擇自已的打水時間，不允許相同。完成如下任務(wù)：1 根據(jù)自已選擇的水量確定水槽；2 畫出此輸送管路的流程圖（包括閥門、彎頭、泵、流量計等）；3 選用合適的管子（管材、管徑、管長）；4 選用合適的管件（閥門、彎頭及其它連接件）；5 選擇合適的輸送設(shè)備泵；6 選擇合適的計量儀表（主要是流量計）。TH鹽酸槽£1了1相氯乙烯貯槽11V(Mr圖is氯乙髓藤合工藝雕圖博著2過渡機3聚合經(jīng)上篇秫泵;MMftHino；EM8-汽螭;下漿麻;io-漿舲箱;n-mr1-'主工藝流程

8、用；.IrrI*f.廠"<')：-.*t»T&3常州化工學(xué)校情渤化H賓訓(xùn)中去-1'工耍.*：.ri-x»/u曲雪T工；,Icrv卅工程薇棠枝帶孥院化工物科的送身搜制lutltata Of bwisMTliw TwhuLp* w編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室編制時間Date:2015-9任務(wù)單編號(No.)：0-1項目名稱(Item)緒論或項目導(dǎo)言訓(xùn)練對象(Class)高職二年級訓(xùn)練時間(Time)班級組別姓名班組成員鹽酸的物理化學(xué)性質(zhì)無色或微黃色發(fā)煙液體，易揮發(fā)有刺鼻的酸味；鹽酸中含微量鐵、游離氯或有機物時呈淺黃色；鹽酸有強腐蝕性；

9、熔點：-114.8c沸點：108C溶解性：與水混溶，能與乙醇任意比例混合，溶于堿液。鹽酸的工業(yè)用途1 .制取無機氯化物2 .鹽酸的酸性可用來漂白棉織物3 .鹽酸可用來作印染助劑4 .鹽酸可用作浸取劑把金屬離子與礦石雜質(zhì)分開5 .鹽酸可作金屬表面清洗劑6 .鹽酸的酸性水解淀粉生產(chǎn)葡萄糖生產(chǎn)醬油、味精等調(diào)味品。鹽酸的工業(yè)生產(chǎn)力法1 .氯堿化工中，食鹽電解得到的產(chǎn)品：NaOH、山、Cl2H2+C12n2HCl再有HCl溶于水或用水來吸收HCl生成鹽酸。2 .由食鹽和硫酸反應(yīng)制得HCl2NaCl+H2SC4Na2SO4+2HCl再有HCl溶于水或用水來吸收HC1生成鹽酸。#教學(xué)安排1情景引入31項目引

10、入鹽酸的生產(chǎn)32常州新東化工集團常州新東化工集團，下設(shè)化工廠、氯堿廠、樹脂廠、制藥廠四個生產(chǎn)廠家，分別生產(chǎn)如下產(chǎn)品：醋酸、丙烯酸甲酯、苯酐、濃堿、PVC樹脂、蘋果酸、卡托普利等產(chǎn)品?；S生產(chǎn)氯堿化工，年生產(chǎn)能力為30萬t/a。由于集團緊急上馬，使得集團人手不夠，委托化工1411車間負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程。2生產(chǎn)委托合同由常州新東化工集團與下屬生產(chǎn)單位（化工1411車間）簽定項目的委托協(xié)議書。由化工1411間主任向完成各具體項目（或任務(wù)）的工段長分配任務(wù)，由工段長組織人員完成具體項目（或任務(wù)）。老師作為化工1411車間主任，化工1411的學(xué)生作為車間工人（含技術(shù)員）。3對項目組織實施對課內(nèi)項目，將圍繞項

11、目工作過程，每一工作小組需完成17項工作任務(wù)，由小組長組織實施，最后對完成的結(jié)果要寫出完整的操作規(guī)程和項目總結(jié)報告等。指導(dǎo)教師在項目實施過程中，注意培養(yǎng)學(xué)生以“工作方案的制定”、“工藝條件的確定”“操作規(guī)程的編制”、“安全正確地操作”、“工作效果的評估”等為工作過程導(dǎo)向的職業(yè)能力，培養(yǎng)學(xué)生勞動保護意識、團隊協(xié)作意識、經(jīng)濟意識和節(jié)能環(huán)保意識，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)查閱圖書與網(wǎng)絡(luò)資料、學(xué)會資料整理等，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。緒論或項目導(dǎo)言1 本課程的由來化學(xué)工業(yè)的發(fā)展2 本課程的性質(zhì)、內(nèi)容、要求、學(xué)習(xí)方法、考核等3單位制及單位換算3 1告知：生產(chǎn)任務(wù)及完成要求；32發(fā)任務(wù)單及說明33工人完成任務(wù)。學(xué)生以

12、學(xué)習(xí)小組為單位（全班分成10個學(xué)習(xí)小組）按任務(wù)單要求完成任務(wù)，教師指導(dǎo)。3 4工人（職工）之間相互檢驗或點評3 5車間主任（教師）點評點評內(nèi)容如下：單位及單位制。13crv卅工程薇紫枝帶孥院化工物科的送身搜制Iiwtltata Of bwlDMrg T«duL<wr* w編制時間 Date: 2015-9項目名稱(Item)項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)一、熟悉鹽酸輸送過程中的基本物理量訓(xùn)練對象(Class)高職二年級訓(xùn)練時間(Time)班級組別姓名班組成員1、苯和甲苯的混合蒸氣可視為理想氣體，J絕對壓強下該混合蒸氣的平均密度？解：平均摩爾質(zhì)

13、量：M=M1xy1+M2K>卉仆PM102M83.6平均密度：P=RT8.314m(273寺中含苯0.60(體積分?jǐn)?shù))。試求30C、102X103Pay2=78x0.6+92x0.4=83.6Kg/Kmol-=3.385Kg/3+30)/m編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室任務(wù)單編號(No.)：1-1-1苯甲苯混合蒸7的密度為3.385Kg3m2、根據(jù)車間測定的數(shù)據(jù)，求絕對壓力，以kpa表示。(1)真空度為540mmHg;(2)表壓為4kg/cm2；(3)表壓為8.5MH2O。已知當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?atm。解：(1)真空度為540mmHgP=P0-P<220P=P0P直=760-540=

14、220mmHg=父101.3=29.32Kpa760r,2(2)表壓為4kg/cmP=P0P表P=P°P表=1.0334=5.033Kgf2=5.03398.1=493.74Kpacm(3)表壓為8.5MH2OP=P0P表P=P0P表=10.338.5=18.83mH20=18.83101.3=184.65Kpa10.33#項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)一、熟悉鹽酸輸送過程中的基本物理量教學(xué)步驟如下：1告知本次課的內(nèi)容及任務(wù)2布置任務(wù)3工人完成任務(wù)。學(xué)生以學(xué)習(xí)小組為單位（全班分成10個學(xué)習(xí)小組）按任務(wù)單要求完成任務(wù)，教師指導(dǎo)4工人（職工）之間相互檢

15、驗或點評5 .車間主任（教師）點評（內(nèi)容在PPT上）6 1壓力、密度5 2流速、流量、粘度6學(xué)生完善任務(wù)單7車間主任（教師）歸納總結(jié)8布置下次課的任務(wù)。本次課程的知識點：流體的基本物理量1 ）密度液體的密度（純組份和混合液），氣體的密度（以理想氣體為例）2）壓力絕壓、表壓、真空度、大氣壓，壓力的單位表示3）流量質(zhì)量流量、體積流量，單位4）流速質(zhì)量流速、平均流速、點流速，單位5）粘度絕對粘度、相對粘度、運動粘度，單位，粘度的查取本次課程的重難點：重點：密度、壓力、流速和流量、粘度的概念及查取難點：粘度的概念及查取解決方法：1、學(xué)生查閱相關(guān)資料，加深理解；如教師提示的教學(xué)參考資料；2 、教師加強輔

16、導(dǎo)和答疑；3 、利用習(xí)題強化學(xué)生的理解；4 、同學(xué)之間的相互幫助；5 、利用網(wǎng)絡(luò)精品課程學(xué)習(xí)。b軍配工程被常技枯孥脫化H粉料物箜號搜U<3heiPMKLliwtLtataOfft<<-rimT«cfamlfi<jr編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室編制時間Date:2015-9任務(wù)單編號(No.)：1-1-2項目名稱(Item)”項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)一、鹽酸輸送過程中的輸送方法的確定訓(xùn)練對象(Class)高職二年級,訓(xùn)練時間(Time)班級組別姓名班組成員輸送方法的選擇輸送方法原理適用情況動力輸送動力輸送就是借助于輸

17、送機械直接施加于流體動能或靜壓能來輸送流體。輸送量較大的物料的輸送；連續(xù)生產(chǎn)物料的輸送。壓力輸送用壓縮空氣或氮氣等惰性氣體在被輸送液體的液面上加壓，將液體壓送到目標(biāo)設(shè)備。腐蝕性、小批量物料的輸送；后道工序加壓操作的物料輸送；工藝過程中不允許被污染的物料輸送。真空抽料物料受槽中抽真空，將被輸送物料吸入受槽。腐蝕性、小批量物料的輸送工藝過程中不允許被污染的物料輸送流體輸送機械的基本要求能適應(yīng)被輸送流體的特性，例如它們的粘性、腐蝕性、毒性易燃易爆性及是否會有固體雜質(zhì)等。能滿足生產(chǎn)工藝上對能量(壓頭)和流量的要求。結(jié)構(gòu)簡單，操作可靠和高效，投資和操作費用低。在實際化工生產(chǎn)中，必須依據(jù)不同的生產(chǎn)條件選擇

18、適宜的流體輸送機械類型和型號是十分重要的。選用輸送方法及理由鹽酸為液體的狀態(tài)，有腐蝕性；鹽酸作為主要產(chǎn)品，輸送量大；建議：采用動力輸送方式(設(shè)備需耐腐蝕)。鹽酸也可采用壓力輸送。15項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)一、鹽酸輸送過程中的輸送方法的確定1 回顧流體的基本物理量2 下達生產(chǎn)任務(wù)鹽酸的輸送能根據(jù)被輸送物料的性質(zhì)及工藝要求選用正確的流體輸送方法、輸送機械等。3 完成項目任務(wù)單4 分組討論交流5 工程師點評內(nèi)容如下：5 1流體的輸送流體按所規(guī)定的條件，從一個設(shè)備送到另一個設(shè)備，常要采用輸送方式和設(shè)備。6 2壓強、流速和流量的測量管路或設(shè)備內(nèi)的壓強、流速和流

19、量等一系列進行測定7 3為設(shè)備提供適宜的流動條件8 4輸送方式動力、壓力、真空分析5 5輸送方案的比較6修改完善任務(wù)7本次課程的知識點1 ）流體輸送方式2）動力輸送3）壓力輸送4）真空抽料5）各種輸送方式的使用8本次課程的重點：流體輸送方法的確定難點：流體輸送方法的確定解決方法：1、利用生產(chǎn)或生活中的實例來加以說明和理解；2 、利用參考的書課堂上讓學(xué)生學(xué)會查閱相關(guān)圖書資料；3 、課后鼓動同學(xué)們相互討論學(xué)習(xí)；4 、鼓動同學(xué)們有問題及時向老師請教；5 、利用網(wǎng)絡(luò)精品課程資源17cr軍配工程被京枝偌厚院化工物料箱建身搜制IiwtiWt*Of1ftninawlmTiacihnailQgj編制部門Dep

20、t:化工基礎(chǔ)教研室編制時間Date:2015-9任務(wù)單編號(No.)：1-1-3-1項目名稱(Item)項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)三、輸鹽酸輸送過程中的工藝計算一靜力學(xué)組別姓名1、如附圖所示，密閉容器中存有密度為900kg/m3的液體。容器上方的壓力表讀數(shù)為42kPa,又在液面下裝一壓力表，表中心線在測壓口以上0.55m,其讀數(shù)為58kPa。試計算液面到下方測壓口的距離。解：液面下測壓口處壓力p=p07gz=PiDgh高職二年級訓(xùn)練時間(Time)班組成員訓(xùn)練對象(Class)靜力學(xué)方程的z=p1：ghp0=p1p0h)：g：g(58-42)103()0

21、.55=2.36m9009.812、如附圖所示，敞口容器內(nèi)盛有不互溶的油和水，油層和水層的厚度分別為700mm和600mm。在容器底部開孔與玻璃管相連。已知油與水的密度分別為(1)計算玻璃管內(nèi)水柱的高度；(2)判斷A與B、C與D點的壓力是否相等。解：(1)容器底部壓力題2附圖800kg/m3和1000kg/m3。計P=Pa+P油gh1+P水gh2=Pa+P水ghh=PWPQ2=、十八2=眄”7+0.6=1.16mP7KP水1000(2)Pa#PbPc=Pd213、用一復(fù)式U形壓差計測量水流過管路中A、B兩點的壓力差。指示液為汞，兩U形管之間充滿水，已知”=1.2m,h2=0.4m,h4=1.4

22、m,h3=0.25m,試計算A、B兩點的壓力差。解：圖中1、2為等壓面，即p1=p2Pi=PapghiP2=P3PogRiPa：ghi=P3FgR(i)又p5=p6=pB:gh3:0gR2P3二P4"P5-：F(h4-h2)=Pb:?gh3?ogR2-:?g(h4-h2)(2)將(2)代入(1)中：Pa:gh=Pb:gh3：0gR2-：g(i%F)：0gRPabPa-Pb二rgh3：，gR2-2力4-h2)kgR-：gn=：g(h2-兒h3-1%)：，g(R1R2)=(RR2)(：o-：)gPab-(1.2-1.41.4-0.25)(13600-1000)9.81口241031.7P

23、a:241.0kPa項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)三、輸鹽酸輸送過程中的工藝計算靜力學(xué)1回顧物料輸送方式的選取、物料在輸送過程中的基本物理量，流量、流速、壓力等。2引入物料在輸送過程中的基本物理量，流量、流速、壓力等參數(shù)如何來確定？3下達任務(wù)流體輸送過程我們選擇其中的鹽酸輸送為例，進行分析和計算。已知：處理量為40000t/Y60000t/Y之間，年生產(chǎn)時間為300天。確定其輸送過程中的基本物理量及相關(guān)的計算。5完成項目任務(wù)6 分組討論和交流7 工程師點評71流體靜力學(xué)方程7 2靜力學(xué)方程的應(yīng)用8 3連續(xù)性方程9 修改完成任務(wù)。10 本次課程的知識點11 ）

24、靜力學(xué)方程2）靜力學(xué)方程的推論3）靜力學(xué)方程的應(yīng)用10本次課程的重點：靜力學(xué)方程及其應(yīng)用11本次課程的難點：靜力學(xué)方程及其應(yīng)用12解決方法：1 ）采用講授的方式將過程分析透徹，讓學(xué)生充分理解；2 ）應(yīng)用具體的事例進行分析理解；3 ）布置作業(yè)讓學(xué)生練習(xí)來加深理解；4 ）同學(xué)之間的相互討論來加深理解；5 ）教師加強輔導(dǎo)來幫助學(xué)生理解。#編制時間Date: 2015-9"然蹙類吉找維乒化工物科斡送辱搜射編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室任務(wù)單編號（No.）:1-1-3-2項目名稱(Item)項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)三、輸鹽酸輸送過程中的工藝計算一動力

25、學(xué)訓(xùn)練對象(Class)高職二年級(Time)訓(xùn)練時間組別姓名班組成員1.理想流體在圖示的水平管段中流動，問；體積流量VA和VB哪個大？流速uA和uB哪個大?Pa Pb 靜壓頭 痛和 溝哪個大？分別說出為什么?答：一樣大，根據(jù)穩(wěn)定流動的連續(xù)性方程 （usPh =（usP% ,由于水的密度相等，所以兩截面上的體積流量一樣大；流速A點大，還是根據(jù)穩(wěn)定流動的連續(xù)性方程（USP =（USPB ,因為SA 一： SB，所以UA-UBPb節(jié)一大，根據(jù)理想流體的柏努利方程式（略），水平ZA =ZB、2 Ua2g2_ UbPa Pb藥所以w百。在如圖所示的虹吸管路中，管徑不變,求:并忽略阻力損失，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?/p>

26、101.3kpa,虹吸管中水的流速？2-2截面處的壓強?解:1-1和3-3截面，并以3-3截面為基準(zhǔn)水平面。Zip12 u12g=Z22P2U2;?g 2g；z1=1m ； z2 = 0PiP2=0 ； u1 = 0U2代入上式求得u2=2g = 4.43m/s251-1和2-2截面，并以1-1截面為基準(zhǔn)水平面。Z1P1；g2U1一Z22P2U22g;z1=0；z2=0.5m；PiP2=?u1 = 0u2=4.43m/s。代入上式得：p2=1.5mH2o=14.7kpa(表壓)3.如圖所示的水冷卻裝置中,處理量為60m3/h,輸入管路的內(nèi)徑為100mm的鋼管，噴頭入口處的壓強不低于0.5at（

27、表壓），管路的總阻力為5.73m.求泵的3功率？（。=992kg/m）解：取熱水槽液面為1-1截面，冷水槽液面為2-2截面，并以2-2截面為基準(zhǔn)水平面。冷水槽熱水槽2z1弋2gH=z2+-P2-+2-+hf:g2gzi=3mz2=0PiU160U2一3600420.1=2.12m/sP2=0.5at=49050pa2.12249050代入求得:H:5.73一3=7.96m10009.8129.8160N=HgWs=7.969.81<：992=1291W=1.3kW3600項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)三、輸鹽酸輸送過程中的工藝計算動力學(xué)（4節(jié)課）1回顧

28、流體靜力學(xué)方程及其應(yīng)用2引入流體在運動時具有什么樣的規(guī)律，在生產(chǎn)上有何應(yīng)用？3下達任務(wù)流體輸送過程我們選擇其中的鹽酸輸送為例，進行分析和計算。已知：處理量為40000t/Y60000t/Y之間，年生產(chǎn)時間為300天。確定其輸送過程中的基本物理量及相關(guān)的計算。5完成項目任務(wù)6 分組討論和交流7 工程師點評71流體動力學(xué)方程（柏努利方程）7 2柏努利方程的應(yīng)用8 3連續(xù)性方程9 修改完成任務(wù)。10 本次課程的知識點1 ）流體所具有的能量形式位能、動能、靜壓能、內(nèi)能2 ）柏努利方程3 ）柏努利方程的討論4 ）柏努利方程的應(yīng)用10本次課程的重點：動力學(xué)方程及其應(yīng)用11本次課程的難點：動力學(xué)方程及其應(yīng)用

29、12解決方法：1 ）采用講授的方式將過程分析透徹，讓學(xué)生充分理解；2 ）應(yīng)用具體的事例進行分析理解；3 ）布置作業(yè)讓學(xué)生練習(xí)來加深理解；4 ）同學(xué)之間的相互討論來加深理解；5 ）教師加強輔導(dǎo)來幫助學(xué)生理解；6 ）鼓勵學(xué)生查閱有關(guān)圖書資料來幫助理解。27cr軍配x程被京枝偌厚院化工物料箱建與搜制編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室編制時間Date:2015-9任務(wù)單編號（No.）:1-1-3-3項目名稱（Item）項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)三、輸鹽酸輸送過程中的工藝計算一流體阻力訓(xùn)練對象（Class）高職二年級訓(xùn)練時間（Time）班級組別姓名班組成員流體阻力流

30、體形態(tài)層流一流體質(zhì)點始終沿著與管中心線相平行的方向的流動方式湍流一流體的整體流向不變，流體質(zhì)點的速度的大小和方向在改變，質(zhì)點間相互碰撞混合，甚至產(chǎn)生旋渦，這種流動型態(tài)被稱之為湍流（或紊流）。雷諾準(zhǔn)數(shù)du.pRe=LNRe<2000為層流，Rea4000為湍流原因流流體阻力產(chǎn)生的原因：體的粘性、流動形態(tài)、管路情況。減小流體阻力的途徑（1）縮短直管長度，減少管件；（2）適當(dāng)放大管徑；（3）可在流體中加少量添加劑降低流體的粘度。（4）在粗糙管路內(nèi)襯上一些材料，制成光滑管路。計算_、lleu2/hf=h直+£八局=九=流體阻力的計算：d2gl，小嘴計算DN40。附圖，長度為20、50、

31、10m;高度為15m。查得在常溫下的粘度為0.05946Pa.sQcduP0.051X2X8106"5Re=3=1.4X10HN0.05946X10->-T-1«4=0$二=0.01T/d/51成品分裝查得：入=0.04t，直管阻力：場dSl1o451oi/索hf=?*xu=0.040父m父22=81.1j/id20.0442/Kg局部阻力：閘閥的阻力系數(shù)為0.17;截止閥的阻力系數(shù)為6.4;流量計的阻力系數(shù)2.5;90度的彎頭1.3.Hf=£u2=(0.17+2M6.4+2.5+3M1.3竹"2=38.74%g£hf=120.56j，總

32、阻力：ZKger隼卅工程就棠枝帶孥院化工物料輸送身接編制時間Date: 2015-9編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室任務(wù)單編號（No.）:1-1-3-3項目名稱項目一、液液物料的輸送與控制訓(xùn)練對象高職(Item)子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)三、輸鹽酸輸送過程中的工藝計算一流體阻力組別姓名u流體(Class)二年級(Time)訓(xùn)練時間班組成員管子長度分別為10m、50m, 20mo管子的規(guī)格前面大家已算出。DN70。流量為60 m3/h ,水計算總阻力？解：DN70的管子內(nèi)徑為 管內(nèi)流體內(nèi)的速度：d=70mmRe4Vrd24 603.14 0.072 3600= 4.33msdu： 0

33、.07 4.33 10000 ,c5=3：100.001阻力的計 算壽=0.570 =0.007 九=0.035 直管阻力 hf =xJ_xlu2 =0.035X-0-xlx4.332 375 JKg局部阻力：閘閥的阻力系數(shù)為0.17;截止閥的阻力系數(shù)為 6.4;流量計的阻力系數(shù)2.5; 90度的彎頭 1.3.H f =1u2 r0.17 +2 M6.4+2.5+3M1.3 JC1M4.332 =182 j Kg管路中的總阻力為: Hf =hf-Hf =375 181 =556J /Kg1-37如圖所示的水冷卻裝置中，處理量為60nVh ,輸入管路的內(nèi)徑為100mm勺鋼管，噴頭入口處的壓強不低

34、于 管路計算總長度（包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）（f=992 kg/m3）解：取熱水槽液面為1-1截面，冷水槽液面為0.5at （表壓），為100m,摩擦系數(shù)0 = 0.025 o求泵的功率?2-2截面，并以2-2截面為基準(zhǔn)水平面。2z1P1u1 H：g 2g2=Z2 p2u2 hf；g 2g60u2 =2.12m/s3600：，: ：0.124z1 =3m ；Z2=0p1 0P2=0.5at =49050pa ； u1 W管路阻力:l12c 100 12一，：-u =0.025'、'-2.12 =5.73md 20.12口 49050H 二2.1221000 9.81 2 9

35、.81一 一 60 +5 73 =796m ' N =HgWs =7.96 X9.81 乂X992 =1291W =1.3kW360029項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)三、輸鹽酸輸送過程中的工藝計算流體阻力1回顧流體動力學(xué)方程柏努利方程及其應(yīng)用2應(yīng)用分析在化工生產(chǎn)中有哪些具體的應(yīng)用（說明和舉例）3完成任務(wù)見具體的任務(wù)單4 分組討論和交流5 工程師點評51流體的流動形態(tài)及判斷52流體阻力的計算53歸納總結(jié)流體輸送過程中工藝計算54應(yīng)用這些理論能解決工程中的哪些問題55解決工程問題需注意的方面6修改完成任務(wù)。7本次課程的知識點1 ）流體阻力的表現(xiàn)及其來源

36、2 ）流體的流動形態(tài)及其判斷3 ）非圓形管路的當(dāng)量真徑的計算4 ）流體阻力的計算當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法5 ）摩擦系數(shù)的求取8本次課程的重點：流體阻力及其計算9本次課程的難點：流體阻力及其計算10解決方法：1 ）講授的方式將過程分析透徹，讓學(xué)生充分理解；2 ）利用生產(chǎn)或生活中的具體實例來進行分析理解；3 ）讓學(xué)生通過自已做練習(xí)來加深理解；4 ）教師選擇學(xué)生有感性認(rèn)識的實例來給學(xué)生練習(xí)和輔導(dǎo)，使學(xué)生更能理解；5 ）同學(xué)之間的相互幫助來促進大家的理解。#cr軍州工程被京技偌厚院化工物料輸送與搜制IwtiWt*OfHnjTshnalogr編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室編制時間Date: 2015-9

37、33任務(wù)單編號(No.):1-1-4-1項目名稱(Item)班 級項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)四、鹽酸輸送過程中的輸送設(shè)備的選用一離心泵性能訓(xùn)練對象(Class)高職二年級訓(xùn)練時間(Time)組別姓名班組成員離心泵的裝 置簡圖及各 部件的作用離心泵的特性曲線及說明葉輪一將原動機的機械能傳給液體；獲得動能和靜壓能；泵殼一轉(zhuǎn)能裝置，將部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能；泵軸一能量傳遞裝置；底閥一單向閥，使液體一個方向流動；濾網(wǎng)一過濾雜質(zhì)，防止雜質(zhì)進入泵內(nèi)損壞泵；軸封裝置一防止泵內(nèi)高壓液體漏入泵內(nèi)或漏出;平衡孔一平衡泵兩側(cè)的壓力。1-葉輪；2-泵殼;3-泵軸;4-吸入口；5-

38、吸入管路；6-底閥;7-濾網(wǎng);8-排出口；9-排出管路；10-流量調(diào)節(jié)閥.1. H-Q曲線反映泵的揚程與流量間的關(guān)系，通常離心泵的揚程隨流量的增大而下降；2. N-Q曲線反映泵的軸功率與流量間的關(guān)系，離心泵的軸功率隨流量的增大而上升，流量為零時軸功率最小。3. vQ曲線反映泵的效率與流量間的關(guān)系，最高效率點，通常稱為設(shè)計點。離心泵在與最高效率點相對應(yīng)的壓頭、流量下工作是最經(jīng)濟的。離心泵的銘牌上標(biāo)明的參數(shù)指標(biāo)就是該泵的最佳工況參數(shù)，即效率最高點對應(yīng)的參數(shù)。在選用離心泵時，應(yīng)使離心泵在該點附近工作(如圖中波折號所示的范圍)。一般操作時效率應(yīng)不低于最高效率的92%。工作點離心泵的特性曲線與管路特性曲

39、線的交點。離心泵的操作與調(diào)節(jié)器操作：安裝時，泵的實際安裝高度有限制必須小于計算出來的安裝高度，以免汽蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生；啟動前，泵內(nèi)應(yīng)灌滿液體，以免氣縛現(xiàn)象的產(chǎn)生；啟動前，應(yīng)關(guān)閉出口閥門，使泵在流量為零的條件下啟動，使起動功率為最小以保護電機；運轉(zhuǎn)時，應(yīng)注意其潤滑和冷去上停泵時，應(yīng)先關(guān)閉出口閥門，再停電機，以防止高壓液體的倒流。調(diào)節(jié)：改變閥門開度；改變泵的特性曲線；改變管路特性曲線。離心泵的氣縛與汽蝕氣縛：離心泵只能空轉(zhuǎn)而不能輸送液體的現(xiàn)象。汽蝕：入口處的壓力小于或等于同溫度下液體的飽和蒸汽壓時，便泵產(chǎn)生一系列不正常的操作現(xiàn)象直至損壞泵的現(xiàn)象稱為“泵的汽蝕現(xiàn)象。項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、

40、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)四、鹽酸輸送過程中的輸送設(shè)備的選用一離心泵性能1 .回顧一流體動力學(xué)方程柏努利方程及其應(yīng)用一流體的流動形態(tài)及判斷一流體阻力的計算2 .引入如何將流體從一個設(shè)備送到另一個設(shè)備，用輸送機械，輸送設(shè)備的選取。3 .下達任務(wù)一見具體的任務(wù)單4 .分組完成任務(wù)5 .分組討論和交流6 .工程師點評7 .1液體輸送機械5.2離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性曲線、操作與調(diào)節(jié)7 .修改完成任務(wù)。8 .本次課程的知識點1 ）液體輸送機械2 離心泵一一類型、結(jié)構(gòu)、工作原理3 ）離心泵的性能參數(shù)與特性曲線4 ）離心泵的操作與調(diào)節(jié)9 .本次課程的重點：離心泵的的類型、結(jié)構(gòu)、操作原理及性能參數(shù)10

41、 .本次課程的難點：離心泵的的類型、結(jié)構(gòu)、操作原理及性能參數(shù)11 .解決方法：1）利用動畫和圖片展示，幫助同學(xué)理解；2）讓同學(xué)上相關(guān)的化工設(shè)備網(wǎng)查閱相關(guān)的設(shè)備圖片，如：中國化工設(shè)備網(wǎng)http:3）教師加強輔導(dǎo)。cr軍配工程被常枝偌厚吃化工觴畀碗送與控制QwactbwInrtitut*OfBbdo««riRaTKJnalofy編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室編制日間Date:2015-9任務(wù)單編號(No.)1-1-4-2項目名稱(Item)項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)四、鹽酸輸送過程中的輸送設(shè)備的選用一安裝高度訓(xùn)練對象(Class)高職二

42、年級訓(xùn)練時間(Time)班級組別姓名班組成員設(shè)備名稱工作原理主要構(gòu)科適用場合離心式離心泵利用泵內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)的葉輪在慣性離心力的作用下給液體以動能和靜壓能，再有部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能，將液體吸入和排出。葉輪、泵殼、泵軸、吸入口、吸入管路、底閥、濾網(wǎng)、排出口、排出管路、流量調(diào)節(jié)范圍廣、主要是低壓頭、大流量、各種物料。出口閥門關(guān)軸流泵安裝在液體貯槽內(nèi)的離心泵。泵軸加長，軸封要求不高。液下泵或潛液泵吸入室、葉片、導(dǎo)葉、泵體、出口彎管。大流量、低壓頭。出口閥門開屏蔽泵又稱無填料泵，葉輪和電機的轉(zhuǎn)子同在一根泵軸上，安裝在一個密封的殼體內(nèi)，無軸封裝置，消除了泄漏。泵體、葉輪、定子屏蔽套、轉(zhuǎn)子屏蔽套、轉(zhuǎn)子、定子、

43、循環(huán)管等。有毒、有害液體。管道泵直接安裝在管道上，吸入口和排出口的中心線在一直線上，配用防爆電機。中途加壓。葉輪、泵殼、泵軸、吸入口、排出口增加壓力、不含固體顆粒的場合磁力泵是利用磁體能吸引鐵磁物質(zhì)以及磁體或磁場之間有磁力作用的特性，以無接觸地透過非磁導(dǎo)體(隔離套)進行動力傳輸。泵體、葉輪、滑動軸承、泵內(nèi)軸、隔離套、內(nèi)磁鋼、外磁鋼、滾動軸承、泵外軸100c以下、1.6MPa以下的不含固體顆粒的介質(zhì)(零泄漏)往復(fù)式往復(fù)泵依靠活塞的往復(fù)運動，使泵缸內(nèi)的體積變化，形成低壓和高壓將液體吸入和排出。泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥、排出閥。小流量、高壓頭，不含雜質(zhì)的粘性液體計量泵由轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的電動機通過可變心輪

44、帶動柱塞而工作。改變偏心輪的偏心距或曲軸的轉(zhuǎn)速，改變柱塞的沖程，改變了流量。偏心輪、泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥、排出閥。嚴(yán)格計量流量的場合其它類型的泵旋渦泵受離心力的作用，葉片槽內(nèi)的液體獲得動能達到流道，再部分轉(zhuǎn)化為靜壓能，連續(xù)多次的這種旋渦運動，獲得能量。葉輪、葉片、泵殼、流道、隔板、泵軸、吸入口、排出口小流量、較高壓頭，高粘度液體齒輪泵通過兩個相互嚙合的齒輪，在運轉(zhuǎn)的過程中體積發(fā)生變化，形成低壓和高壓，將液體吸入的排出。一旋轉(zhuǎn)泵泵體、主動輪、從動輪、吸入口、排出口小流量、較高揚程、粘稠液體、膏狀物螺桿泵通過兩個相互嚙合的螺桿，推動液體做軸向運動，液體從螺桿兩端進入，中間排出。螺桿有單螺桿、

45、雙螺桿、三螺桿等。單螺桿是螺桿以泵殼中心作偏心運動，推動液體前進。一旋轉(zhuǎn)泵主動螺桿、從動螺桿、泵體、密封、軸承。不含固體顆粒的潤滑液體流體作用泵是利用一種流體的作用，使流動系統(tǒng)中局部的壓強增高或降低，達到輸送另一種流體的目的。揚液器一壓縮空氣管、升液管、混合器、擋液罩噴射泵一吸入口、壓出口、擴大管、混合室。腐蝕性流體選用泵：離心泵編制時間Date: 2015-9G軍卅x程被京枝偌厚院化工物料箱建與搜制編制部門Dept:化工基礎(chǔ)教研室任務(wù)單編號(No.):1-1-4-2項目名稱(Item)項目一、液液物料的輸送與控制子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)四、鹽酸輸送過程中的輸送設(shè)備的選用一離心泵

46、的選用及安裝高度訓(xùn)練對象(Class)高職二年級訓(xùn)練時間(Time)班級組別姓名班組成員任務(wù)根據(jù)工藝要求的流量Q與揚程H確定泵的型號物性數(shù)據(jù)常溫下的粘度為0.05946Pa.s；p=810Kg/m3;前面的任務(wù)單中已做過。計算流量流量：根據(jù)各組的生產(chǎn)能力計算出流量的大??；Qm=60000T/YQm=60000T/Y=8333.33Kg/h;V=Qm/P=7.2m3/h=0.0029m3/s計算揚程流程圖取截面基準(zhǔn)面面，1-1面為基準(zhǔn)面2qwD3*0WIMqMww"nfl1.xM1"兩貯槽液面分別為1-1面不k1j-f一口2-2列柏努利方程計算揚程22列柏努利方程：4+_p+

47、*+He=z2+出+hfP，g2gP，g2gZi=0；10.5；P2=0（表）；P=0（表）；Ui=0；U2=0；P=810Kg/m3；總阻力：hh-572j/（前面已算）則：He=16.33mJf/Kg功率Pe=He.Q.Rg=16.33M0.0029父810父9.81=376W選用泵的型號由：Q=7.2m3/h=0.0029m3/s;H=1633mo型號：IS50-32-125主要參數(shù)：揚程He=20m；流量Q=12.5m3/h;轉(zhuǎn)速n=2900車專/分;汽蝕余量9=2.0m;泵的效率"=60%；軸功率P=1.13Kw;配帶功率P=2.2Kw,吸入管徑為50mm,排出管徑32mm

48、.核算電機功率DPe376，-考慮至電機的效率一般為0.95以上，取0.95Pn6626Kw0/0.6電機功率至少為：P_P_626v_07KW。即所配電機夠用。一,0.95安裝高度0ZnLsj&Tg；P0=1Pg.11-,.5He=hMu2=0.038xd20.051加安全余量：Z=7.8m7.3m。01.3Kpa;P0=12.88Kpa;H=2m次工叼/2+0.5X1X1.42=0.42m；Z=8.3m22子項目一、動力輸送技術(shù)的操作與控制任務(wù)四、鹽酸輸送過程中的輸送設(shè)備的選用離心泵的選用及安裝高度1回顧離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性曲線2引入如何將流體從一個設(shè)備送到另一個設(shè)備，用輸

49、送機械，輸送設(shè)備的選取。3下達任務(wù)見具體的任務(wù)單4 分組完成任務(wù)5 分組討論和交流6工程師點評6 1離心泵的類型、型號、安裝高度及選用7修改完成任務(wù)。8本次課程的知識點：1 ）離心泵的安裝高度及其計算2 ）離心泵的不正常操作現(xiàn)象及其處理3 ）離心泵的型號及其選用9本次課程的重點：離心泵的安裝高度的計算及離心泵的選用10 本次課程的難點：離心泵的安裝高度的計算11 解決方法：1 ）采用動畫演示來理解；2）教師加強輔導(dǎo)和答疑；3 ）利用習(xí)題強化學(xué)生的理解；4 ）同學(xué)之間的相互幫助；5 ）實訓(xùn)操作的證明，有助于學(xué)生的理解。1、每小時將2X104kg的溶液用泵從反應(yīng)器輸送至高位槽。反應(yīng)器上方保持200

50、mmHg勺真空度，高位槽液面為大氣壓。管道為。76X4的無縫鋼管，總長為50nl管線上有兩個全開的閘閥，90.17；一個孔板流量計，F(xiàn)4;5個標(biāo)準(zhǔn)彎頭，F(xiàn)0.75。反應(yīng)器液面與管道出口的垂直距離為15mo若泵的效率為0.7,求泵的軸功率。（已知：溶液的密度為1073kg/m3,粘度為0.63cp,）。解：取反應(yīng)器的液面為1-1面，高位槽的液面為2-2面，列柏努利方程管路中流體的速度:u2 104 4_2- 3600 3.14 0.0681073=0.015mS雷諾準(zhǔn)數(shù):Re =0.068 0.015 10730.63 10= 1737 ;層流一一 6464摩擦系數(shù)： =0.037Re 1737流體阻力：2u.250= (0.037 0.0680.01522 0.17 4 5 0.75 1.5)2柏努利方程：乙g - -p1 1u； ' w =Z2giu2 Ef0 +0 +0 +w =15父9.81 十-26.66 .1