第1章流体流动与输送-2分析报告.pptVIP

1.5.2复杂管路的计算 复杂管路的计算内容 已知总流量和各支管的规格，求算各支管的流量； 已知各支管的流量、管长及管件、阀门的位置，确定合适的管径； 在已确定的输送条件下，求算输送设备的功率 §1.6 流体流量的测量 测量流量的仪器称为流量计。 1.6.1孔板流量计 它是由一片插入管道中的中央开有圆孔的金属薄板（孔口经过精密加工，从前到后扩大）和连接孔板前后测压孔的U形压差计组成。 工作原理 孔板流量计特点 结构简单，制造方便，易于安装，孔板方便更换。 流体流过孔板后能量损失较大，并随A0/A1减小而增大。 1.6.2文丘里（Venturi）流量计 1.6.3转子流量计 转子流量计在出厂时一般是用20℃水或20℃ 100kPa的空气进行标定刻度的。 因被测流体的流量与该流体的密度有关，故当测量其他流体时，应实验标定或对原有的刻度加以校正。由于在同一刻度下A f相同，则 读取流量方便，测量范围宽，能量损失很小，且能用于腐蚀性液体的测量。 但由于测量管大多为玻璃制成，故不能承受高温和高压。 在安装时应注意必须保持垂直。 §1.7 流体输送机械 流体输送机械:对流体做功以提高流体机械能的装置。 输送液体的机械通称为泵；输送气体的机械称为风机（通风机、鼓风机）。 本节以离心泵为代表，讨论其工作原理、基本结构及性能，并计算其功率消耗。 1.7.1离心泵的工作原理及主要构件 离心泵的工作原理 气缚：泵壳和吸入管路内没有充满液体，泵内有空气，空气的密度远小于液体的密度，叶轮旋转对其产生的离心力很小，叶轮中心处所产生的负压不足以造成吸上液体所需要的真空度。尽管被启动的离心泵叶轮在高速旋转，但却不能输送液体，这种现象称为“气缚”。 为防止启动前泵内及吸入管内的液体泄漏，常在吸入管底部安装一个单向底阀。在底阀外常装有滤网，以防止流体中的固体杂质吸入而堵塞管道及泵壳，从而影响泵的正常操作。 1.7.2离心泵的主要性能参数 流量：离心泵的流量是指单位时间内泵输送液体的体积。代表泵的送液能力，用符号qv表示,单位为m3·s－1或m3·h－1。 扬程：泵的扬程又称为泵压头，指每重力单位，即1牛顿的液体经泵所获得的能量，以符号He表示，单位为m液柱。 功率和效率 1.7.3离心泵的特性曲线 1.7.4离心泵的汽蚀现象和安装高度 离心泵在运转时，离心泵入口的静压强低于外界的压强，液体才能源源不断地被吸入和压出。当离心泵入口处压强低于被输送液体在操作温度下的饱和蒸气压时，就会引起液体的部分气化并产生许多小气泡，由泵中心的低压区流进叶轮高压区的气泡受压而重新凝结，造成局部真空，使周围液体以极大速度冲向原气泡所占据的空间。在冲击点处形成极高的压强（几万kPa）。在压力很大频率很高（每分钟几万次）的流体质点的连续打击下，叶轮表面会逐渐损坏，这种现象称为汽蚀现象。 气蚀会使泵的性能降低，流量、扬程和效率大大下降。缩短泵的使用寿命，以至于不能正常工作。 为避免发生汽蚀现象，离心泵叶轮入口处的绝对压强必须大于工作温度下液体的饱和蒸气压，这就要求根据泵的性能确定泵的安装高度。 离心泵的安装高度Hg是根据允许吸上真空高度HS来确定的。 离心泵说明书或铭牌上所给出的允许吸上真空高度一般是生产厂以20℃清水，在98.1kPa下测定的数值。 当操作条件和输送工质与上述实验条件不符合时，须进行换算，换算公式为 1.7.5离心泵的类型 水泵 耐腐蚀泵 油泵 泥浆泵 1.7.6离心泵的选用 表1-3 不同海拔高度的大气压强 大气压随海拔高度而变化，从表1-3中可看出，泵安装地点的海拔高度越高，大气压力就越低, 允许吸上真空高度就越小。当被输送液体的温度升高，相对应的饱和蒸气压就增大，泵的允许吸上真空高度也减小。 * §1.5 流体输送管路计算 管路计算就是运用流体流动的连续性方程式、机械能衡算式和流体流动阻力损失计算式去解决实际工作中常遇到的流体管路输送的设计问题和操作计算。 u1A1 = u2A2 (1)已知管道尺寸、管件和流量，计算流体通过管路系统的阻力损失；以便进一步确定输送设备的功率、系统内的压强及设备间的相对位置； (2)已知流量、管长、所需管件和允许压强降，计算管路直径； (3)已知管道尺寸、管件设置和允许的阻力损失，求算管道中流体的流速或流量。 1.5.1简单管路 流体由入口至出口是在一条管路中流动的，整条管路可以由内径相同的管子组成，也可以由几种内径不同的管子组成。但不出现流体分支或汇合情况。这种管路也称为串联管路。 例:将水从水塔引至车间，管路为φ108mm×4mm的钢管，钢管的绝对粗糙度为0.2mm，管路长200m（包括管件及阀门的当量长度，但不包括进、出口损失）。水塔内水面维持恒定，并