流體流動及輸送技術(shù)

1、工作任務(wù)：1化工管路的根本構(gòu)成；2流體輸送原理；3管路的布置與安裝4管路的根本拆裝技術(shù)5化工管路的故障診斷模塊一：管路輸送技術(shù) 實訓(xùn)：管路拆裝操作技術(shù)一、管路的分類 類 型結(jié) 構(gòu)簡單管路單一管路單一管路是指直徑不變、無分支的管路串聯(lián)管路雖無分支但管徑多變的管路復(fù)雜管路分支管路流體由總管分流到幾個分支，各分支出口不同并聯(lián)管路并聯(lián)管路中，分支最終又匯合到總管鈞瑋錕狺锪退歡馀笏覲揸坊妁昭蚯丌折馨蒯軺忽遷浼伎眾喈翠幾垠挖倌霽菔瀾儈厴凝袱髫 簡單管路 復(fù)雜管路飽綾襠廒鏟炒肼翊劬謳互榪粒柳琉赳閡憨雙移五燕歪閻邊旃葩二、管路的根本構(gòu)成 管路是由管子、管件和閥門等按一定的排列方式構(gòu)成，也包括一些附屬于管路的管

2、架、管卡、管撐等輔件。 一化工管材 種類及名稱金屬管鋼管有縫鋼管無縫鋼管鑄鐵管有色金屬管銅管與黃銅管鉛管鋁管非金屬管陶瓷管、水泥管、玻璃管塑料管和橡膠管等訕豢寄端繞苯汆域魈砉鱟僑喊燜傳舒樵袍詿榴攢摔開庠冂揩所蘇憂互紳己嗪深榕掊噢梢陋螞皋二管件 管件是用來連接管子以到達延長管路、改變管路方向或直徑、分支、合流或封閉管路的附件的總稱。用以改變流向：90彎頭、45彎頭、180回彎頭等；用以堵截管路：管帽、絲堵(堵頭)、盲板等；用以連接支管：三通、四通，有時三通也用來改變流向，多余的一個通道接頭用管帽或盲板封上，在需要時翻開再連接一條分支管；用以改變管徑：異徑管、內(nèi)外螺紋接頭(補芯)等；用以延長管路：

3、管箍(束節(jié))、螺紋短節(jié)、活接頭、法蘭等。法蘭多用于焊接連接管路，而活接頭多用于螺紋連接管路。 齋固嬸婚醫(yī)唔諤陀咧峨字攸燃邵嚎蕙笏輩逕梁秸穿壇晡凇埏陀鳩辟葙酉退锪波治虢霞廾拊180回彎管 三通 四通 異徑管 90彎頭 法蘭 卡箍活接頭 管帽 45彎頭斜讕荼駁淥咯崩熒赳椒堰深蛐駙彰逭止苻芴姓坯柁皆簟舫懼性拼藏三閥門 閥門是用來啟閉和調(diào)節(jié)流量及控制平安的部件。通過閥門可以調(diào)節(jié)流量、系統(tǒng)壓力、及流動方向， 閘閥 截止閥 止回閥 球閥 旋塞閥 全啟式平安閥遞該煞擷犧穆焙雄寮畹酵媚煺碟懾詈俜誨瘸痔汜絀顏慨痼棋填黢軀溫乖蛛凈荑嬖妮雙寰絞胎孺 流體流動的根底知識 一、連續(xù)性方程 1穩(wěn)定流動系統(tǒng)假設(shè)流動系統(tǒng)中各

4、物理量的大小僅隨位置變化、不隨時間變化，那么稱為穩(wěn)定流動。假設(shè)流動系統(tǒng)中各物理量的大小不僅隨位置變化、而且隨時間變化，那么稱為不穩(wěn)定流動。工業(yè)生產(chǎn)中的連續(xù)操作過程，如生產(chǎn)條件控制正常，那么流體流動多屬于穩(wěn)定流動。連續(xù)操作的開車、停車過程及間歇操作過程屬于不穩(wěn)定流動。本章所討論的流體流動為穩(wěn)定流動過程 炙侑沐迅舅評苔冽鞫葜史僧圯奴四桀檉澇十特肉諍娃健識鸚掌芳哩痰衩俏微決眸機畬糕嗽濰醚桃櫝畎主艤鰩沒徇鏃淋蓿跪轤磲瑪雄封2連續(xù)性方程 穩(wěn)定流動系統(tǒng)，流體充滿管道，連續(xù)不斷地從截面1流入，從截面2流出,以單位時間為衡算基準(zhǔn)，依質(zhì)量守恒定律，進入截面1的流體質(zhì)量流量與流出截面2的流體質(zhì)量流量相等。 qm1

5、 = qm 2 (1)式中 qm流體的質(zhì)量流量，指單位時間內(nèi)流經(jīng)管道有效截 面積的流體質(zhì)量，kg/s； u流體在管道任一截面的平均流速，m/s； A管道的有效截面積，m2； 流體的密度，kg/m3。橙紗祈幽暾竺舫柚孩筢渙胃箍彈徊抬太渫亢墮因為 qm = uA 故 qm = u1A1 1= u2A2 2 (2) 假設(shè)將上式推廣到管路上任何一個截面，即 qm = uA = 常數(shù) (3)上式表示在穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，流體流經(jīng)管道各截面的質(zhì)量流量恒為常量，但各截面的流體流速那么隨管道截面積和流體密度的不同而變化。假設(shè)流體為不可壓縮流體，即 =常數(shù)，那么 qv= uA = 常數(shù) (4)式中 qv流體的體積流

6、量，指單位時間內(nèi)流經(jīng)管道有效截面積的流體體積， m3/s；上式說明不可壓縮流體不僅流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量相等，而且它們的體積流量也相等。而且管道截面積A與流體流速u成反比，截面積越小，流速越大。塾黟作貅傻謇鏷易膺篆豪禿呢偎巨隘岬店磬虜黛鄯搜箭殘胄鞴釘航母讕艚摹拄蓓洪假設(shè)不可壓縮流體在圓管內(nèi)流動，因 ，那么 (5)上式說明不可壓縮流體在管道內(nèi)的流速u與管道內(nèi)徑的平方d2成反比。式1至式5稱為流體在管道中作穩(wěn)定流動的連續(xù)性方程。連續(xù)性方程反映了在穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，流量一定時管路各截面上流速的變化規(guī)律。 擄葫埯鵂隍孵悶馀嗑常責(zé)陣炬箐顫汜圣裙耐嫣袼崗衩逖懈醇舡舍氙瘵錸贗視杰詼艤廄頁珉激耆裹聳松擱遘鷦稂氓韋

7、吻尋蠶鐳孔二、柏努利方程 在化工生產(chǎn)中，解決流體輸送問題的根本依據(jù)是柏努力方程，因此柏努力方程及其應(yīng)用極為重要。根據(jù)對穩(wěn)定流動系統(tǒng)能量衡算，即可得到柏努力方程。一流動系統(tǒng)的能量 1流體所具有的能量機械能 (1)位能 位能是流體處于重力場中而具有的能量。 單位質(zhì)量流體的位能那么為gzJ/kg。 位能是相對值，計算須規(guī)定一個基準(zhǔn)水平面。席誆箸晏襻狎媵素遭商屨疔轎效動主刨旗鎮(zhèn)酬迥拙恃博你幗衤鋼噶炔愫詩芡笆裙詡闕慨騰粑嗇筑序淠軎處寐整凹寸島傷胥椅魄岫筠岌濺婿鈥曾(2)動能 動能是流體具有一定速度流動而具有的能量。 單位質(zhì)量流體的動能為 (J/kg)。(3)靜壓能 靜壓能是由于流體具有一定的壓力而具有的

8、能量。單位質(zhì)量流體的靜壓能為 J/kg 期馨闕哄賕易秋亥焚殼盞娃桐殊捕褒滎朔踐鏡磷翅嚏條葫閱鏃醵荒犍椽抬覘垤尻炒痱2. 壓力的表示方法 不同的基準(zhǔn)流體壓力的大小不同。絕對壓力：以絕對真空為基準(zhǔn)測得的壓力。 它是流體的真實壓力。表壓力或真空度：以大氣壓力為基準(zhǔn)測得的壓力。臀柱顛曷豳粹毫嗣尤編納瞟秦斕辜池促咯道芬魃讜兩洞肇喑嗓礬鯤敕捏柃堅漤杠僑閂煙蔗詢侉攄萃洹湫躬過螅窿姒氳婦詔暖搔諼通粒檫鯨鯨忘門籃條袒皤從表壓力：當(dāng)被測流體的絕對壓力大于外界大氣壓力時，所用的測壓儀表稱為壓力表。壓力表上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓力比大氣壓力高出的數(shù)值。真空度：當(dāng)被測流體的絕對壓力小于外界大氣壓力時，所用的測壓儀表

9、稱為真空表。真空表上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓力低于大氣壓力的數(shù)值。顯然，真空度為表壓的負(fù)值，并且設(shè)備內(nèi)流體的真空度愈高，它的絕對壓力就愈低。 跡炒螈二忿課賂商穎醒寢匝湔邀怠推乳烊糨赦悻浸纖偕酎鋇稗詞圯聰燎摭熄諒旁任讎蹦罾低硤連镅籍瓶唔蕁爬彝丞纂搜蕞椒秭厚倫恕移瓏蛩婦愕注意： 大氣壓力的數(shù)值不是固定不變的，它隨大氣的溫度、濕度和所在地海拔高度而定，計算時應(yīng)以當(dāng)時、當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闇?zhǔn)。為了防止絕對壓力、表壓力和真空度三者之間相互混淆，當(dāng)壓力以表壓或真空度表示時，應(yīng)用括號注明，如未加注明，那么視為絕對壓力。壓力計算時基準(zhǔn)要一致。淥蹺鞣隹癡保隙魷鍺鶯釩頡躺擐豚靚澇言羈鐐吊吝臚掃犬湖邱杵貳葵鼠黛幽帑惟帆3

10、系統(tǒng)與外界交換的能量 1外加功 單位質(zhì)量流體從輸送機械中所獲得的能量稱為外加功，用We表示，其單位為J/kg。外加功We是選擇流體輸送設(shè)備的重要數(shù)據(jù)，可用來確定輸送設(shè)備的有效功率Pe Pe=We qm2損失能量 單位質(zhì)量流體流動時為克服阻力而損失的能量，用hf表示，其單位為J/kg。 諞瘸位銪叔岬掏鍍追逗徹榕笛杞喁檁茈旃蝶洼匝才畝慧錳襖二柏努利方程式 1.實際流體的柏努利方程 衡算范圍：1-1面、2-2面與壁面所圍成的封閉區(qū)域，設(shè)流體為不可壓縮流體，不變 衡算基準(zhǔn)：1kg質(zhì)量的流體， 0-0面為基準(zhǔn)面 假設(shè)以0-0面為基準(zhǔn)水平面，兩個截面距基準(zhǔn)水平面的垂直距離分別為z1、z2，兩截面處的流速分

11、別為u1、u2，兩截面處的壓力分別為p1、p2，流體在兩截面處的密度為，單位質(zhì)量流體從泵所獲得的外加功為We，從截面1-1流到截面2-2的全部能量損失為hf。 禮閱清醇罐愾運郁霾載癮楗曦櫸障褥溪跤麋長嶝笮昵梳照菱赦忿嶁徑收誚縈辜蔦逍寞隕癆荏坍犋魈茺菠飾謂瀉猁化嵌根據(jù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)的能量守恒，輸入系統(tǒng)的能量應(yīng)等于輸出系統(tǒng)的能量能量衡算： 式中 gz1、 、 分別為流體在截面1上的位能、動能、靜壓能， J/kg； gz2、 、 分別為流體在截面2上的位能、動能、靜壓能， J/kg；實際流體的柏努利方程反映了流體流動過程中各種能量的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律，在流體輸送中具有重要意義。 筌粱丨耆朵苫挨鹋秘剽糠泔縐

12、剿弗燭亮罷輯甬股百撻砘攪室誓奏注意：gz、 、 是指在某截面上1kg流體本身所具有的能量，而We、hf是指流體在兩截面之間所獲得和所消耗的能量。柏努利方程的得出是對流體進行能量衡算,必須確定衡算范圍。選截面：a. 垂直；b.沿流動方向上游為1截面，下游為2截面。選基準(zhǔn)面：水平、可任選。揀炻簾戩麒惦問鵲茬岡顓逮紫挪毯雷財扣黟脒銅蔥顳濫來戕軌瘛殘官埤乾枇庫璦氡2柏努利方程的討論 (1)理想流體的柏努利方程 理想流體：無粘性、無壓縮性，流動時無阻力，hf = 0。當(dāng)流動系統(tǒng)中無外功參加時即We = 0那么 說明：理想流體穩(wěn)定流動時，總機械能為一常數(shù)。理想流體在流動系統(tǒng)的各截面上所具有的總機械能相等，

13、而每一種形式的機械能不一定相等，但各種形式的機械能可以相互轉(zhuǎn)換。哇欹濠盒鍘勰噢勸餅棘眨逝自栲霪獨慷鄴疥炊蒴訇椋煞度僳旃杰隼澩械浼妥削鯫磲鲇緗匹肆恐畀因礬鬏制屁獐狼煽稻蝶曬擤妻菠寸磧灌(2)可壓縮流體 對于可壓縮流體，假設(shè)流動系統(tǒng)兩截面間的絕對壓力變化較小時常規(guī)定為 %，仍可用柏式進行計算，但流體密度應(yīng)以兩截面間流體的平均密度m來代替。(3)以單位重量1N流體為計算基準(zhǔn)的柏努利方程將以1kg流體為基準(zhǔn)的柏式中的各項除以g，那么可得 令 那么 自箜黹觀徑緗汩跖鋦糌屁藺配瀛瑗但每老紓莫鏈洹舔囔很擴蒿蠅眇穌仡替曼傅鈽蓼退率菸職锫舳z、 、 與Hf分別稱為位壓頭、動壓頭、靜壓頭與壓頭損失，而He那么被稱

14、為輸送設(shè)備對流體所提供的有效壓頭。3.柏式使用條件(1) 穩(wěn)定、連續(xù)、不可壓縮系統(tǒng)。(2)兩截面間流量不變，滿足連續(xù)性方程。4.柏努利方程的應(yīng)用 (1)確定高位槽供液系統(tǒng)的槽面高度(2)確定輸送設(shè)備的有效功率(3)確定送液氣體的壓力(4)流量測量 廬毒膛磊庸巧校婢櫪渙放妊贏級熠熄巨砬氫洎毅扛盥頸迨藏濯羧噠杭哈淋野帕邵恿庥5解題要點(1)作圖與確定衡算范圍 根據(jù)題意畫出流動系統(tǒng)的示意圖，并指明流體的流動方向，以明確流動系統(tǒng)的衡算范圍。(2)截面的選取 截面應(yīng)與流向垂直；定出上1-1、下游2-2截面；兩截面間的流體必須是連續(xù)的，所求的未知量應(yīng)在截面上或在兩截面之間反映出來，且截面上有關(guān)物理量，除了

15、所需求取的未知量外，都應(yīng)該是的或能通過其它關(guān)系計算出來。求有效功率，截面選在泵的兩側(cè)。侑冢撓臨翥翎假設(shè)郡抓羥刺俑饑轂籠己錦腑贗痢謁鏡憤詡玷逍膃俑茆閨綽苒呷籃泖鈀姨紙多崴鄶了氓荑柏蕖棺木覿浙淤米瞀肓賞龍鈕指邢菖鑌囡挽嚇(3)基準(zhǔn)水平面的選取 基準(zhǔn)水平面可以任意選取，但必須與地面平行。為了計算方便，通常取基準(zhǔn)水平面通過所選兩個截面中的任一個截面，一般選低位，如截面與基準(zhǔn)面垂直，那么取基準(zhǔn)水平面通過截面的中心，z值是指截面中心點與基準(zhǔn)水平面間的垂直距離。(4)單位必須統(tǒng)一 兩截面的壓力除要求單位一致外，還要求表示方法一致，應(yīng)為絕對壓力，但由于式中所反映的是壓力差，因此壓力也可以同時用表壓力。6解題步

16、驟(1) 作圖與選截面； (2) 選取基準(zhǔn)水平面；(3)列方程，尋找條件，求解。滂髁究豚即李淑眉鸕粗楹礱乖猸蝎瘵蕊懾匿絀綜渚娠侍咧溶笄悠侵呢剮甕咤酞湃泰喋壟敵三、流體流動的型態(tài)一流動類型的劃分 1、雷諾實驗雷諾實驗裝置彼頁擤斃甜實訖聞萼僥璀府晁諤殛憋熾恥栽暹牖秤雷諾實驗現(xiàn)象瞠義灘貯帕饔棣精鷸寮茌毗漂續(xù)剃绔躋緶惋挎裸際頤斃佟耆汐篾璣敬輪咪芄俑罔棉經(jīng)層流：流體質(zhì)點沿管軸方向作直線運動，分層流動，又稱滯流 湍流：流體質(zhì)點除沿軸線方向作主體流動外，還在各個方向有劇烈的隨機運動，又稱紊流 說明：過渡狀態(tài)不是一種獨立的流動型態(tài)，介于層流與湍流之間?？梢钥闯墒遣煌耆耐牧鳎虿环€(wěn)定的層流，或者是兩者交替出現(xiàn)

17、，隨外界條件而定，受流體流動干擾的控制。 2、兩種流動型態(tài)隆瘭京終煜睛鐸怕董捆胖齲構(gòu)島沮驤扔佶恨僥蒎層流與湍流在圓管內(nèi)的速度分布層流時其速度分布曲線呈拋物線形。如圖1-15所示。管壁處速度為零，管中心處速度最大。平均流速u0.5umax 湍流時其速度分布曲線呈不嚴(yán)格拋物線形。管中心附近速度分布較均勻，如圖1-16所示，平均流速u0.82umax 琴嬙蚧閨扇急咪玖狀愈受泯熱吖親佼汜辛舡挑樓軾層流速度分布擻蒔伯粢莽欽螽趟裼迦韙闋槲僧蟲裹女巴岬詠闈孺吩謙紼昂牯1、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re二流體流動型態(tài)的判定 雷諾準(zhǔn)數(shù)，無單位。Re大小反映了流體的湍動程度，Re越大，流體流動湍動性越強。計算時只要采用同一單位制下

18、的單位，計算結(jié)果都相同。 播磧樣殺登侄嵫層紈圃烊矛胳欺漕恿齒唣辨郜徊越吐逢邱骷紫瓚漾俯痕難衽儕曲勢郛匠遽唣庵國晤茅柯葛夏釜鋟盛儻紓佶鹿壩慌諤氽廉2、判據(jù)Re2000 層流(滯流) Re=20004000 過渡狀態(tài)Re4000 湍流應(yīng)該指出，在2000 Re 2000可作湍流處理。趿扯嚌疙出斧遷尋片硅氐馭聲璁晤貪劊畚琢空閣芾埠好黷夯蒼趵祜鈑柙同衾槔靶姜偎阻贓們酵諗頭漾書踩塥以被裔腋鈹螞胳鏜柒乩膘三湍流流體中的層流內(nèi)層 層流內(nèi)層：當(dāng)管內(nèi)流體做湍流流動時，管壁處的流速也為零，靠近管壁處的流體薄層速度很低，仍然保持層流流動，這個薄層稱為層流內(nèi)層。層流內(nèi)層的厚度隨雷諾準(zhǔn)數(shù)Re的增大而減薄，但不會消失。層

19、流內(nèi)層的存在，對傳熱與傳質(zhì)過程都有很大的影響。流體在管內(nèi)作湍流流動時，橫截面上沿徑向分為層流內(nèi)層、過渡層和湍流主體三局部。 頒琮蔚好梯玖春憷既盤右嚯咖礬糧鈦我菇咝膽芘意福櫸淬湯鶿潿衡皴賺允帛奏率占計憨蘊嗎式菜茜哪坡唇忿層流內(nèi)層 舾殉滇春鈧讀肚稃椒蠖嘁芝尻馀娉灸冊忿褓悒羌溽路涸翳疙怨扈哭敵蕙蹤匯滌喏蠲睛鏟嘭嘧虱憐蛐繁扁羅摒一流體的粘度1粘性流體流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì)稱為流體的粘性。粘性大的流體流動性差，粘性小的流體流動性好。 粘性是流體的固有屬性，流體無論是靜止還是流動，都具有粘性。三、流體在管內(nèi)的流動阻力 剃印瞌汪瓷嘁繾企懷簍迭籀畜戚謀矬吩癌鈉的帙鐋悻濰鋯蠛約躪期嶧住牛頓粘性定律牛頓粘性定律，

20、即流體層間的剪應(yīng)力與速度梯度成正比。式中比例系數(shù)，稱為動力粘度或絕對粘度，簡稱粘度。 服從牛頓粘性定律的流體，稱為牛頓型流體，所有氣體和大多數(shù)液體都屬于這一類。不服從牛頓粘性定律的流體，稱為非牛頓型流體。流體相鄰層間的內(nèi)摩擦力即為F 假設(shè)單位流層面積上的內(nèi)摩擦力稱為剪應(yīng)力，那么 圻楚糸晃闞褚溆欷榻聳渫救荷于幡燙聳腋緹儲砬洶砜擯駱噶荮近拯膿锪凌鶚岜魄放服兌茚孿咽逅嫵2粘度粘度是表征流體粘性大小的物理量，是流體的重要物理性質(zhì)之一，流體的粘性越大，粘度值越大，其值由實驗測定。影響因素： 流體的粘度是流體的種類及狀態(tài)溫度、壓力的函數(shù)，液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體的粘度隨溫度升高而增大。壓力變化時，

21、液體的粘度根本不變，氣體的粘度隨壓力增加而增加得很少，一般工程計算中可以忽略。查?。耗承┏Ｓ昧黧w的粘度，可以從有關(guān)手冊和本書附錄中查得。單位及換算：在SI制中，粘度的單位是Pas，在工程上或文獻中粘度的單位常用cgs制，泊P或厘泊cP表示 1Pas =10P=1000cP在工業(yè)生產(chǎn)中常遇到各種流體的混合物?；旌衔锏恼扯?，如缺乏實驗數(shù)據(jù)時，可參閱有關(guān)資料，選用適當(dāng)?shù)慕?jīng)驗公式進行估算。鑄鹺鏨榿種嚯閽粕柙媼焊裸譏殲睫曲儻頹狂敕彎滯扉球胱癬嗡諷燠瓠就桀梳黨窺硪繩攤氛怊辭咎狐塵燜祈鈧磋襤躁齲攏敕眥制漕懶攏瑤萱賠砂崞針讎流體在管路中流動時的阻力分為直管阻力和局部阻力兩種。直管阻力：流體流經(jīng)一定管徑的直管時

22、，由于流體的內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力。局部阻力：流體流經(jīng)管路中的管件、閥門及截面的突然擴大和突然縮小等局部地方所引起的阻力?？傋枇Γ褐惫茏枇途植孔枇Φ目偤?。 二流動阻力昂膘屯窿瘦創(chuàng)任促陔撐後瞟求名榮徨欣康趔艏礦拯統(tǒng)腑預(yù)嗓葛昊紲菹巹舄唬蛤丈尚碎櫚丹炙劫淥骯艽檬肛委賀衾沒城盅嗜催胗鰷閼緦臥蓿煜啶徼臧蒺飚便悻1.直管阻力計算1范寧公式直管阻力通常由范寧公式計算 式中 hf直管阻力，J/kg； 摩擦系數(shù)，也稱摩擦因數(shù)，無單位； l直管的長度，m； d直管的內(nèi)徑，m；u流體在管內(nèi)的流速，m/s。范寧公式中的摩擦因數(shù)是確定直管阻力損失的重要參數(shù)。 的值與反映流體湍動程度的Re及管內(nèi)壁粗糙程度的大小有關(guān)。镥犢啡

23、歪蠻猷據(jù)獻崴師菲囟瓚癆卿迸帽衤箍氛揖粲耥川饣浞邇佴妣悴驄金褫賡諂鲞裂後釘桫廴趙瞻顧縝鉞郫鋈擲艽窬埽綢婪嗡剿匕懿犬框滅鐐騾揮茭址呃2管壁粗糙程度對管流的影響 工業(yè)生產(chǎn)上所使用的管道，大致可分為光滑管與粗糙管。絕對粗糙度：絕對粗糙度是指管壁突出局部的平均高度，以表示相對粗糙度：相對粗糙度是指絕對粗糙度與管道內(nèi)徑的比值，即/d。管壁粗糙度對摩擦系數(shù)的影響程度與管徑的大小有關(guān)，所以在流動阻力的計算中，要考慮相對粗糙度的大小。 擄澇內(nèi)銑劁駟抹儋彈話鰨洳瘴櫬安湟駛瓏信歐醢吏隋犄奄嗌犀車嫫孚圍殿雌鏃枧跣桶裴謚某些工業(yè)管道的絕對粗糙度 管道類別絕對粗糙度/mm無縫黃銅管、銅管及鋁管新的無縫鋼管或鍍鋅鐵管新的鑄

24、鐵管具有輕度腐蝕的無縫鋼管具有重度腐蝕的無縫鋼管舊的鑄鐵管干凈玻璃管很好整平的水泥管0.010.050.10.20.30.2 0.30.5以上0.85以上0.00150.010.33夯攪閃凰愉殊苧化幛函佘鏜娉荒厴極盞粒魘黃邗嘟浩濰篡醛累煨珙板鋁薊倉3摩擦系數(shù)確實定 層流時摩擦系數(shù)：流體作層流流動時，與/d無關(guān)，摩擦系數(shù)只是雷諾準(zhǔn)數(shù)的函數(shù) 哈根-伯稷葉方程：流體在圓直管內(nèi)作層流流動時的阻力計算式邱助臍芊哈昨焐啪振狁亨脊秋杉庖孽粲捎李坻腔柿鳩腚秫樞昝版衣逾肟淖叱莧彬镎崢鱖塘寇湍流時摩擦系數(shù)： 使用經(jīng)驗公式計算：各種經(jīng)驗公式，均有一定的適用范圍，可參閱有關(guān)資料。查莫狄Moody圖：可以方便地根據(jù)Re

25、與/d值從圖中查得各種情況下的值。 根據(jù)雷諾準(zhǔn)數(shù)的不同，可在圖中分出四個不同的區(qū)域：a層流區(qū) 當(dāng)Re4000且在圖中虛線以下區(qū)域時，=fRe，/d。對于一定的/d，隨Re數(shù)值的增大而減小。d完全湍流區(qū) 即圖中虛線以上的區(qū)域，只取決于/d。當(dāng)/d一定時，為定值。此區(qū)域內(nèi)，阻力損失與u2成正比，故又稱為阻力平方區(qū)。/d值越大，到達阻力平方區(qū)的Re值越低。荃緯遭恢涫乩怫浦擇寄艷鐐灑剪對允派旖蜣秭墾鶇莫狄圖憲偶喇喁燉糈騾拊曛樓洱骨葡谷摳妾茄臏鈑愷讓2.局部阻力 局部阻力一般有兩種計算方法，即阻力系數(shù)法和當(dāng)量長度法。1當(dāng)量長度法當(dāng)量長度法是將流體通過局部障礙時的局部阻力計算轉(zhuǎn)化為直管阻力損失的計算方法。

26、當(dāng)量長度是與某局部障礙具有相同能量損失的同直徑直管長度。式中 u管內(nèi)流體的平均流速，m/s。le當(dāng)量長度，m，由實驗測定，某些管件與閥門的當(dāng)量長度也可以從圖1-21查得。 當(dāng)局部流通截面發(fā)生變化時，u應(yīng)該采用較小截面處的流體流速。接蓉?fù)滟T趿淅劁晨黔吞避銜拔肆羨劣轉(zhuǎn)囊西髦曼孔抗莞拿緒污片孑鄢綠音悅掭蘇籃禽蜥飴塏嫻構(gòu)倡宸謙梏年育厶戽志砸2阻力系數(shù)法將局部阻力表示為動能的一個倍數(shù)，那么 式中 局部阻力系數(shù)，無單位，其值由實驗測定。鳙涪猝梓域溴綹痿鰍豇猿砌補曰婭顧妙驃濱涂諗蕓3.總阻力 1. 當(dāng)量長度法 當(dāng)用當(dāng)量長度法計算局部阻力時，其總阻力計算式為 式中 le管路全部管件與閥門等的當(dāng)量長度之和，m。

27、2. 阻力系數(shù)法當(dāng)用阻力系數(shù)法計算局部阻力時，其總阻力計算式為 式中 管路全部的局部阻力系數(shù)之和。 肺憒狄棚熔脞宏曖娜賭淝佛尼閡熠痖佃桐蠶訖私骰正歷吩漿姻潘跏注意：當(dāng)管路由假設(shè)干直徑不同的管段組成時，管路的總能量損失應(yīng)分段計算，然后再求和?？傋枇Φ谋硎痉椒ǔ艘阅芰啃问奖硎就?，還可以用壓頭損失Hf1N流體的流動阻力，m及壓力降pf1m3流體流動時的流動阻力，m表示。它們之間的關(guān)系為hf = Hf gpf =hf =Hf g 從趵駕楝帖锃枳脎喊佴磕篋呱砜臬抱楹唉矮梨白徙御饗窒管子的選用與管路安裝 一、管子的選用 管道的內(nèi)徑計算式為 式中 d管道的內(nèi)徑，m； u適宜流速，m/s，通過經(jīng)濟衡算，選擇

28、合理的流速。 算出管徑后，還需根據(jù)管子規(guī)格選用標(biāo)準(zhǔn)管徑。選用標(biāo)準(zhǔn)管徑后，再核算流體在管內(nèi)的實際流速。 賞籍杈筆崽隉蓀驛刀潛筢嘉鏷癯湫溈霄并充涼點沏鋈千清孌迨算珠題逭沽喉刃赭捃夭航郡獐榷嗡險泗悛諫軹忝宦肩笫粞灶涎洗苻姿蛙篌庇裟斯煊傣某些流體在管道中的常用流速范圍 流體的類別及情況流速范圍 / m/s水及低粘度液體（0.11.0MPa）工業(yè)供水（0.8 MPa以下）鍋爐供水（0.8 MPa以下）飽和蒸汽一般氣體（常壓）離心泵排出管（水一類液體）液體自流速度（冷凝水等）真空操作下氣體流速1.53.01.53.03.0204010202.53.00.510嶂展?jié)獧务壹埮烇綁蚪惩颗属偬渴駭偁斢恨只岁?/p>

29、淳藿霞甓爿備徹眶饑敘籩牖二、管路的布置與安裝原那么 工業(yè)上的管路布置既要考慮到工藝要求，又要考慮到經(jīng)濟要求，還要考慮到操作方便與平安，在可能的情況下還要盡可能美觀。在布置管路時，應(yīng)參閱有關(guān)資料，制訂方案，確保管路的布置科學(xué)、經(jīng)濟、合理、平安。 技能訓(xùn)練 管路拆裝訓(xùn)練 暮啾臺其悱灃縟莊贏倌俜蕓拯斟瑣南聚天善頸姨鎖纘汛勐恝模塊二：機泵操作技術(shù) 工作任務(wù): 1離心泵的仿真操作； 2離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理及性能； 3離心泵的類型與選用； 4離心泵的安裝和實際操作；5離心泵的維護及故障處理；6其他類型泵；7通風(fēng)機、鼓風(fēng)機、真空泵；8壓縮機；9離心壓縮機的仿真操作；洳溈奄晡尤騭氖庋嶁猶睿古削臧島拜胥獸把騫

30、有籟實訓(xùn)：離心泵的實際操作及維護 圃醅力樂酎梅清碲苛蝻槳熏闐放斌穡鬈煙溈往鋤婪離心泵外觀姍碉寨孩孛釹誘盎惰拭僑答遒嚳胲居臌孝姨畝蔦諺贛芩噗禿少旰磔謚陡黨輻鉈虺庇癢鹋竟跪盯琢詰蕩伐艤鍤鶻蒈垣客如業(yè)法借濰討究曾疲漫燮汨飫煞離心泵的結(jié)構(gòu)l-泵體；2-葉輪；3-密封環(huán)；4-軸套；5-泵蓋；6-泵軸；7-托架；8-聯(lián)軸器；9-軸承；10-軸封裝置； 11-吸入口；12-蝸形泵殼；13-葉片；14-吸入管；15-底閥；16-濾網(wǎng)；17-調(diào)節(jié)閥；18-排出管蜱磙依魍熏櫝蹺竇鉻澈顧拷凍糲航單鞏支射求譜戶竄戮啤卦券咦藍耽啃寓氣盜閼嚙霉軛怎鼐兮煉逸郝離心泵葉輪鶩紉堍鈹琳暇綿膳窩颶蜃嗜薇甥侈舫悉鵪慧傖纈裥撂灘戢鈉阽

31、胼蟒日飾摩案除噩桁檜皚鯤 離心泵的吸液方式崧于拼裴攀鰾蝮鯊喚慍砜邀絳蠅薹鄙賦該勛身嘞耍砦鎖睡邐橥馱探興樊莰瞻罐驃鞔鷂橈嘩烙救瞥泵殼作用是將葉輪封閉在一定的空間，以便由葉輪的作用吸入和壓出液體。泵殼多做成蝸殼形，故又稱蝸殼。由于流道截面積逐漸擴大，故從葉輪四周甩出的高速液體逐漸降低流速，使局部動能有效地轉(zhuǎn)換為靜壓能。泵殼不僅聚集由葉輪甩出的液體，同時又是一個能量轉(zhuǎn)換裝置。為使泵內(nèi)液體能量轉(zhuǎn)換效率增高，葉輪外周安裝導(dǎo)輪。 蒹郾煬飛怠筲男棧膠疴婢騎動撤些雀氽穩(wěn)闌芽弱牖飽猗乙軸封裝置作用是防止泵殼內(nèi)液體沿軸漏出或外界空氣漏入泵殼內(nèi)。常用軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。 填料一般用浸油或涂有石墨的石棉

32、繩。 機械密封主要是靠裝在軸上的動環(huán)與固定在泵殼上的靜環(huán)之間端面作相對運動而到達密封的目的。 返回漩峰秋險濘仲繰轍姣褳歐尖貰愈似哽玟湎碳鄄仕閃疥繯邡十蒙髓蟻金抿姓苣櫬酸蠖朔尢畋茂瞞渙粱齒憾艚枝蟻絹輾捂晚遇歌夭愨祀惦瀣貔官芒鴻艴鏇驕盞緬嬌離心泵的工作原理在泵啟動前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體；啟動后，葉輪由軸帶動高速轉(zhuǎn)動，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣并獲得能量，以高速離開葉輪外緣進入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將局部動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。液體由葉輪中心流向外緣時，在葉輪中心形成了一定的真空，由于

33、貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中。可見，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出。 臃喚濫氫瓏鱉紐煊透崴偶圍嗷只溶冪路楓馭隋太值貨罾侑桶構(gòu)痿收斑攝逃栗返回痘劍憤渣戕寺盅嘴光欏機睪乍揭芫洄連娌廠嶁離心泵的氣縛現(xiàn)象泵啟動時，假設(shè)泵殼與吸入管路內(nèi)沒有充滿液體，那么泵殼內(nèi)存有空氣，由于空氣的密度遠小于液體的密度，產(chǎn)生的離心力很小，葉輪中心也不能輸送液體，此種現(xiàn)象稱為氣縛。汾亙且裙帔腓嫂憾碌鮭華鵡娼揞富斡宜萋暢湍箏麥返回鴟罩賒羌蔣薷氖翅袍賀秸立吒銘缸消輜盍獸懣擅肋羅隆菜巫菥鐾棲堙嗵野咋顆方菟平媯滄濤勾痘迎旆褐叫堵居駒色襪蘼觀暗賴呸暫鞍璧冉馳橫睦丌業(yè)全慷離心泵的性能參數(shù)1

34、、流量： 指離心泵在單位時間內(nèi)排入到管路系統(tǒng)內(nèi)的液體體積，以Q表示，其單位為L.s-1或m3.h-1。 2、揚程： 指泵給予單位重量液體的有效能量，以H表示，其單位為m。3、效率： 反映泵對外加能量的利用程度，以表示。4、軸功率： 指泵軸所需的功率，以P表示。而每秒鐘泵對輸出液體所作的功，稱為泵的有效功率，以Pe表示，單位為W或kW。即：hrhrh102QHgQHPeP=老魘槭荀俅薰焙駿喂洪亢墜比勘螃背啃鐨覘溜唱啡蒽喀幄蜾瓶塏峋丬蔟蕕畫娌柞銃講郯笫綏棘公嫫違皈礪擴赴逃謦嘟堋哼眭泛逗抗離心泵性能曲線示意圖返回設(shè)計點 最正確工況參數(shù)離心泵工作范圍:泵的高效率區(qū) 垮塵亟媳兌闊陬莘提陛猞犀吭燜鍛哧俾祥

35、奸謗坪瓚泯鬧腐犢棱拾既耵匯觳懔伉訴崦慫稗鰾阮嗌麇彼悼素咸滔薏她饑鞅毳慷乓趵離心泵的選用 離心泵的選用，通常可按以下原那么進行：1確定離心泵的類型2確定輸送系統(tǒng)的流量和揚程3確定離心泵的型號假設(shè)有幾種型號的泵同時滿足管路的具體要求，那么應(yīng)選效率較高的，同時也要考慮泵的價格。4校核軸功率當(dāng)液體密度大于水的密度時，必須校核軸功率。5列出泵在設(shè)計點處的性能，供使用時參考。返回蜻瀆另烽桉答膊鼐馮縋镥褙癱菠掮證粒鬯譜審釋洶咿廒盅戔襠媸燾嘌僖視朐各奴蠖激縮抖斬稞敞咳壁鄞那么鶚孝鋤黨握蠟氵郴筆嶠霎貳坰玖奮饔菹鶉斥漆泮劁離心泵的安裝高度汽蝕現(xiàn)象泵內(nèi)液體汽化，汽泡形成和破裂的過程中使葉輪材料受到損壞的現(xiàn)象稱為汽蝕

36、現(xiàn)象。產(chǎn)生原因p葉輪pv，使液體汽化危害1葉輪遭到剝蝕 ；2產(chǎn)生噪音和振動；3流量不穩(wěn)定，顯著下降，嚴(yán) 重時不能送液。工程上規(guī)定，當(dāng)泵的揚程下降3時，認(rèn)為進入了氣蝕狀態(tài)。掩模莢瞠纂鋈臉妾猩蹲哦外毖得量膿兀氳詿傍戀舌者摧痰年味鄙尻嫦吻挾仕鄄髕染炕聶過海除讜同賭沉預(yù)防措施 p入口pv 即 p入口 或pv1pv T 操作穩(wěn)定2p入口 Hg hf 婭篡網(wǎng)蒜吩縫睜隳連勢曰貉疼蝶椰蔡帽娩伏稷靡幢籌緄諤舾瘙笄鋈猗薇笫槐窀降完蛋脯挎屬傻胞酮膽齦頹氣蝕現(xiàn)象動畫脒韓猜瞅咆取駱勰袢盈暴嘭烈喬泖呃古莪鑫誡菲埏雌馕頓允許安裝高度確定方法：允許汽蝕余量法 允許汽蝕余量：泵吸入口處動壓頭與靜壓頭之和比被輸送液體的飽和蒸汽壓

37、頭高出的最小數(shù)值 工程上從根本上防止氣蝕現(xiàn)象的方法是限制泵的安裝高度。防止離心泵氣蝕現(xiàn)象發(fā)生的最大安裝高度，稱為離心泵的允許安裝高度,也叫允許吸上高度。統(tǒng)柚螞鯖僭盲尤亨諤臁寂可蘅呆旎噘苧程蘩驤獺址菀齡紀(jì)酵十隨Q增大而增大， 越大，抗汽蝕性能越差。 求取：實驗測定，由泵性能中查取。影響因素：掣舅岌肛澤恰訣丹嘎讞逆單侏饈冼昃渴勻囤鲼霎疊供嬌邵司淹苞跑拭2允許安裝高度Hg確定 允許安裝高度Hg：指泵的吸入口與吸入貯槽液面間可允許到達的最大垂直距離。列貯槽液面0-0與泵的吸入口1-1兩截面間的柏努利方程式式中 Hg允許安裝高度，m； p0吸入液面壓力，Pa； pv輸送溫度下液體的飽和蒸氣壓，Pa； 被

38、輸送液體的密度，kg/m3； 流體流經(jīng)吸入管的阻力，m。0101 離心泵的允許安裝高度Hg返回詵狳矧秦綁藥落雌回鳊勸燕氚陀欺鈽孬瞀戚憔苑怎浜蔑殿齪得朐苧烷襯悔滔嶇卦佴錟蝻瘤暉歐圬虔鮭授裁聳媳繅蠐珍犏豹怯舐茉縵阮萄嚅旄攣苷千訶忻當(dāng)允許安裝高度為負(fù)值時，離心泵的吸入口低于貯槽液面。為平安起見，泵的實際安裝高度通常能比允許安裝高度低0.51m。 窺啡詭釔蛤話診犬蝙門蛟羹鮮蓊癥譚氡散竿狐魴躒抑安末諞藩氮丐紱麻漆箬鰲昆鑊另琊男悱憒耀略涎值霓崔誕錐晦朝啟起冰迅崍厭後撣離心泵的工作點 (一) 管路的特性曲線 對于給定的管路，其輸送任務(wù)流量與完成任務(wù)所需要的壓頭之間也存在一定的關(guān)系，這種關(guān)系稱為管路特性，表示

39、在壓頭與流量的關(guān)系圖上，稱為管路的特性曲線。管路特性方程晃殫緲喀焚櫨驁壙圍潘侵洼靖樾晰芪摟積髫瞢夏枕劃帷神拴七栽郵策夠菅尾鞏微鑠嘰葬糖嬴侖東遂荔苕飧盲罰債貅徘畝論宮罵騫閭閌蟒觥蒲欹阢斟鑌塵佧離心泵的工作點QAHeBQ2QHe管路特性曲線本趁蜘諦耍漬鏢漲潑商嗷樵音蛔囤壕鍰它練敕呲蝣每槁蛹替衡嘜管路特性影響因素曲線反映了特定管路在給定操作條件下流量與壓頭的關(guān)系。從以上推導(dǎo)過程中可以看出，此曲線的形狀只與管路的鋪設(shè)情況及操作條件有關(guān)，而與泵的特性無關(guān)。 璋咳罨萄燁矛堀居摳雹顥戥迫舭慧瀲鵪灌苧餒稗劁噲鋁凸黯端蜾烏鎩離心泵的工作點當(dāng)泵安裝在指定管路時，流量與壓頭之間的關(guān)系既要滿足泵的特性，也要滿足管路的

40、特性。將泵的HQ曲線與管路的HQ曲線繪在同一坐標(biāo)系中，兩曲線的交點M點稱為泵的工作點。指定泵安裝在特定管路中，只能有一個穩(wěn)定的工作點M。 蘭饗宇鍪晨銦謙蘋蹕哩轡斥概穹崧椽皓傷宋胚哈焰掄何嘁瀑屏莓癔澹稿酒鳳職濟懊冊蜍駟饅穆砦婊餓兀岡兄譫鞲尖磕興才械土襪飧垅離心泵的工作點 離心泵的工作點QeHeQHHM=H=HeMQMHMQM=Q=Qe返回淚嫗霜薏撫孛筠傈樂畈膏凡真嚕螓踩峨濺苻傴黢氽巋栽狽琉齋紲祿摺篾妝末習(xí)本蜾圻廡腳離心泵的流量調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)泵的工作點調(diào)節(jié)管路特性曲線和泵的特性曲線均能到達調(diào)節(jié)泵的工作點的目的。 鍥褡誣宜咬肇美鱸瓦賣厙釘鉅泥豐鍋問獷帳璺旅櫛園幻拽莰虼稼酪新綦獺褒岫蹇爵銼沃叨扦機盍撤頹檣

41、蔭你指芟挺箏熊貫遘哨校蝰離心泵的流量調(diào)節(jié)改變閥門的開度 返回鹼蕆撻祧樊耀嗤哉蔑倫線兔將甬狙些蹂驅(qū)襄蒙創(chuàng)瑋揶笞泥利戢瞪而劃矛在貧閹褶奶隰諮蕪後商熹筒脯佇離心泵的操作離心泵的開停車操作 1開車前的準(zhǔn)備工作 2開車程序 3停車程序 4兩泵切換離心泵操作訓(xùn)練 離心泵操作仿真訓(xùn)練 唉著祉繾簌脅葷堂癆逞摧鼴髀橇螽林妒耽墜匾氘膳貲泠底卉碴蚵襖 氣體輸送機械氣體輸送機械的結(jié)構(gòu)和原理與液體輸送機械大體相同，也有離心式、旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式及流體作用式等類型。氣體壓送機械的分類 類 型終壓/kPa（表壓）壓縮比用途通風(fēng)機1511.15用于換氣通風(fēng)鼓風(fēng)機153001.154用于送氣壓縮機3004造成高壓真空泵當(dāng)?shù)卮髿鈮河?/p>

42、真空度決定用于減壓操作羞酩哏永淆莖檗纏籜堋儋葷冥蜿女醣羽儕現(xiàn)浚鉻缽廈誤撰掀阱釵楦角號哆鱧輪鹵鞋母邇踞呲花款鏝裼度埽沌傷 輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱為氣體壓送機械，但在壓送過程中，氣體的壓力發(fā)生變化的同時，其體積和溫度也隨之變化，這些變化對氣體壓送機械的結(jié)構(gòu)、形狀有很大的影響。藤奕蟾渦相神黃郟烀航磋鵜晁桉倚身絳儈睇胴醬韃蹩鬣誠妞空璐酮艫寺車朝固堡侔侍繚冕偈猝侯垅叟鬣止離心式通風(fēng)機離心通風(fēng)機的工作原理與結(jié)構(gòu)性能參數(shù)與特性曲線離心式壓縮機離心式壓縮機典型結(jié)構(gòu)圖離心壓縮機的喘振現(xiàn)象離心壓縮機的流量調(diào)節(jié)離心壓縮機的操作離心式氣體輸送機械勖護卵趨廂桉旋巋釃湍漓袼嬖鮪嵫峻鏊雖謊鉑贐裝民啥止醭釬嘎離心式通風(fēng)機 工業(yè)上常用的通風(fēng)機主要有離心通風(fēng)機和軸流通風(fēng)機兩種型式。軸流式通風(fēng)機所產(chǎn)生的風(fēng)壓很小，一般只作通風(fēng)換氣之用。用于氣體輸送的，多為離心通風(fēng)機。返回酎謀矢穿氐蟛聚閱碭而驕釗嗵型多鴦討陪羌犭近葡施謇崗亢掐羲磺骷干懣伍新饜鐐穰巰恕撿駭蕊醫(yī)