（中職）化工生產(chǎn)單元操作1-1教學(xué)課件

（中職）化工生產(chǎn)單元操作1-1教學(xué)課件流體輸送學(xué)習(xí)內(nèi)容流體性質(zhì)流體輸送設(shè)備流體流動規(guī)律流體輸送方式單元操作1-1流體輸送21、了解流體輸送相關(guān)知識、設(shè)備及在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用；2、理解流體的基本性質(zhì)、液體流動所遵循的規(guī)律—連續(xù)性方程、流體內(nèi)部壓力變化規(guī)律和柏努利方程；3、掌握常見流量測量裝置的使用方法、與流體有關(guān)物理量的獲取方法、化工管路的組成、離心泵的使用與維護(hù)等知識。學(xué)習(xí)目標(biāo)與目的單元操作1-1流體輸送3任務(wù)1流體輸送在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用一、流體的概念流動的物質(zhì)：氣體、液體的統(tǒng)稱流體的特征:易于變形、流動性、無固定形狀、流動時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力二、流體輸送的目的化工生產(chǎn)中的物料大多為流體，流體的輸送主要由以下幾方面決定：工藝要求、傳熱傳質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)等的需要。4三、常見的流體輸送方式1.高位槽送料化工生產(chǎn)中，各容器、設(shè)備間常常會存在一定位差，利用此位差將高位置處容器或設(shè)備中的物料輸送到低位置處---------高位槽送液（料）。如圖1-1所示塔頂產(chǎn)品回流就是靠高位槽實(shí)現(xiàn)的。此法送料時(shí)高位槽的高度必須滿足輸送任務(wù)的要求。圖1-1連續(xù)精餾操作流程任務(wù)1流體輸送在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用5真空抽料是指通過真空系統(tǒng)造成負(fù)壓來實(shí)現(xiàn)流體從一個(gè)設(shè)備到另一個(gè)設(shè)備的操作，如圖1-2所示。2.真空抽料任務(wù)1流體輸送在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用圖1-2真空抽送燒堿示意圖2131--燒堿真空槽2--燒堿高位槽3—真空氣包冷凍鹽水出料排污來自堿貯槽去真空泵6真空抽料的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，沒有動件，但流量調(diào)節(jié)不便，需要真空系統(tǒng)，不適用于易揮發(fā)液體的輸送。主要用于間歇送料場合。任務(wù)1流體輸送在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用3.壓縮空氣送料壓縮空氣送料也是化工生產(chǎn)中常用的一種輸送物料的方式，如圖1-3所示的酸液輸送裝置。7壓縮空氣送料法結(jié)構(gòu)簡單無動件,可間歇輸送腐蝕性大的易燃易爆的流體,流量小不易調(diào)節(jié),難于實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作。壓縮空氣送料時(shí),空氣的壓力必須滿足輸送任務(wù)的要求。圖1-3酸貯槽壓送示意圖來自貯槽壓縮空氣任務(wù)1流體輸送在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用84.流體輸送機(jī)械送料流體輸送機(jī)械送料是指借助流體輸送機(jī)械對流體做功，實(shí)現(xiàn)流體輸送的操作。流體輸送機(jī)械種類多，壓頭、流量的可選擇范圍廣且易于調(diào)節(jié)，因此該方法在化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，如圖1-1中的泵。選用此法輸送流體時(shí)，應(yīng)注意流體輸送機(jī)械的型號必須滿足流體的性質(zhì)及輸送任務(wù)的需求。總之流體輸送過程中應(yīng)注意以下幾方面問題：1）流體的性質(zhì)；2）流體流動的特征；3）流體流動的規(guī)律；4）流體阻力；5）化工管路的構(gòu)成；6）輸送機(jī)械的種類等。任務(wù)1流體輸送在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用9任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)流體的物理性質(zhì)與流體的流動有著密切的關(guān)系，流體的物理性質(zhì)包括密度、壓力、粘度等，本節(jié)主要介紹流體的這些物理性質(zhì)、影響因素及獲取方法，為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。任務(wù)2-1密度與相對密度一、密度●定義:單位體積流體的質(zhì)量稱為密度.定義式:ρ=m/V式中ρ--------流體的密度，kg/m3；m--------流體的質(zhì)量，kg；V--------流體的體積，m3。10●密度的影響因素

任何流體的密度都與溫度和壓力有關(guān)。工程上常忽略壓力對液體密度的影響。但溫度對液體密度的影響較大，故使用液體密度時(shí)一定要注明其溫度，一般情況下溫度升高，液體的密度減小，如水在273K時(shí)密度998.2kg/m3，373K為958.4kg/m3。●流體的可壓性

在研究流體流動時(shí)，若壓力的變化不大時(shí)，則可認(rèn)為液體的密度為常數(shù)。密度為常數(shù)的流體稱為不可壓縮流體。所以液體一般情況下都可認(rèn)為是不可壓縮流體。任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)11任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)

●密度數(shù)據(jù)的確定

純凈液體的密度可由《物理化學(xué)手冊》或《化學(xué)工程手冊》等查取，如書本P283、P284、P285、P289可查出有關(guān)液體的密度數(shù)據(jù)，注意溫度對密度的影響。P293表十二液體密度共線圖的使用?；旌弦后w的密度可由實(shí)驗(yàn)測定或由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、公式計(jì)算得到。常見密度測定方法有比重瓶法、韋氏天平法、波美度比重計(jì)法等等。12在工程計(jì)算中，當(dāng)混合前后的體積變化不大時(shí)，液體的混合密度可由下式計(jì)算，即1/ρ=w1/ρ1+w2/ρ2+…+wi/ρi+…+wn/ρn=Σwi/ρi

任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)13一般來說氣體是可壓縮的，稱為可壓縮流體。氣體的密度受溫度壓力的影響較大。但是，在壓力和溫度變化率很小的情況下，也可將氣體當(dāng)作不可壓縮流體來處理。當(dāng)氣體的壓力不太高，溫度又不太低時(shí)，可近似按理想氣體狀態(tài)方程來計(jì)算密度。即或ρ=pM/RTp--------氣體的絕對壓強(qiáng)，kPa或kN/m2；M--------氣體的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；T--------氣體的絕對溫度，K；

R--------氣體常數(shù)，8.314kJ/(kmol.K)。任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)14若為混合氣體式中的M應(yīng)為氣體混合物的平均摩爾質(zhì)量Mm代替。平均摩爾質(zhì)量Mm由下式計(jì)算Mm=Σ（Mi.φi）式中φi----混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)，對理想氣體其體積分?jǐn)?shù)等于壓力分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)。或者由PV/T=P?V?/T?或兩邊同除以質(zhì)量m得：ρ=ρ?(PT?)/(P?T)上標(biāo)?表示標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，即273K、101.325kPa狀態(tài)。任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)151kmol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積是22.4m3，故有：ρ?=M/22.4混合氣體的密度也可用下式計(jì)算ρ=Σ(ρiφi)任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)例題1書本P7例1-1解:1)先求30t堿液的體積,為V=m/ρ=30000kg/1061(kg/m3)=28.275m3162)28.275m3的堿液裝在直徑為6m的貯槽內(nèi)高度即為該貯槽液位下降的數(shù)值,即h=V/0.785D2=28.275/(0.785*62)=1m例題2書本P8例1-2解:混合液的密度可用1/ρ=w1/ρ1+w2/ρ2計(jì)算,而ρ1和ρ2可查附錄五、十七水、甲醇分別在293K時(shí)的數(shù)據(jù)。例題3書本P8例1-3此題有3種解法：1）先分別求出氧氣和氮?dú)獾拿芏龋儆脷怏w平均密度計(jì)算公式ρ=Σ(ρiφi)計(jì)算；任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)172）通過平均摩爾質(zhì)量Mm=Σ（Mi/φi），再用理想氣體狀態(tài)方程式ρ=pM/RT求取空氣的的密度3）或用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度ρ?=M/22.4轉(zhuǎn)換為實(shí)際狀態(tài)下的密度ρ=ρ?(PT?)/(P?T)進(jìn)行計(jì)算二、相對密度（比重）d流體的相對密度又稱為比重或比體積，如用波美比重計(jì)測量出的就是被測液體的比重。Theend任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)18任務(wù)2認(rèn)識流體的物理性質(zhì)相對密度（比重）是指一種流體的密度相對