化工单元操作模块一 流体流动及输送
合集下载
化工基础流体的流动和输送
p2 p1
——应用流体静力学原理的压强计
Z
管中盛有与测量流体不互溶的、密度为ρi的指示液。U形管的
两侧管分别联接到被测系统的两点。
随测量的压力差不同，U形管中指示液显示不同的高度差。△R
i
Z1
选取等压面A、B：
pA p2 gZ gR i gZ2
pB p1 gZ i g(R Z2 ) pA pB
理想流体： 不具有粘度，因而流动时不产生摩擦阻力的流体。
fluid
理想液体：不可压缩，受热不膨胀 理想气体：流动时没有摩擦阻力的气体
实际液体的可压缩性很小，热膨胀系数也不大，但在流动 时具有较大的摩擦阻力。
流体力学 (fluid mechanics)
流体静力学(hydrostatic) 流体动力学(hydrodynamic)
或: 由于各组分在混合前后质量不变，以1m3混合气体为基准
m 11 22 nn
1,2 n ——气体混合物中各组分的体积分率。
1, 2 n ——在气体混合物的压力下各纯组分的密度，kg/m3。
比容：比体积(specific volume)， 是指单位质量物料所具有的体积。
V
m
1
单位： m3 • kg1
A
Note：
① h即为该流体在压力p作用下能上升的高度；
② 同一p值,因不同流体的密度不同,其h值也不同， p hAAg hB B g
③ 用液柱高度表示流体的压力时，必须注明是何种流体， 必要时还应注明温度以确定流体的密度。
压强的基准
绝对压(absolute pressure):
以绝对零压为起点的压强称为绝对压强。
2.1.3 流体的压力及其测量
压强(pressure):物体单位面积上所受到的流体垂直作用力。
化工单元操作流体教案
浙江省台州技工学校
椒江职业中专
教案
科目
化工单元过程
及操作班级
1026
授课日期
9．2（周五）课时数 1 1028 9.5（周一）内容第1章流体的输送1.1概述授课教师邹会玲
教学
目的
及
要求
1.了解流体的主要特征，气体和液体的异同点
2.理解流体输送的四种方法以及输送的原理
3.利用四种不同的输送方法辨别实际管路输送流体的特点
本课重点
与难点
教学重点：流体输送的原理及方法
教学难点：流体的三种特征
教学内容
第一章流体的输送
1.1概述
1.1.1 流体流动及输送在化工生产中的应用
1、流体—液体和气体的总称。
流体具有三个特点
①流动性，即抗剪抗张能力都很小。
②无固定形状，随容器的形状而变化。
③在外力作用下流体内部发生相对运动。
1.1.2常见流体输送方式
1．高位槽送料 2.真空抽料 3.压缩空气送料 4.流体输送机械送料（最常用）
教学反思这一章是学生的理论基础课，所以讲课的步伐比较慢，这节课讲的概念是比较简单，所以学生掌握的较好
作业练习册P3习题。
(荐)化工单元操作(高教版朱建民主编)学案：模块一流体输送操作(加工制造类)化学工艺)
模块一流体输送操作项目1 观察流体流动【教材】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。
【学习目标】1．借助雷诺实验装置，认识流体在管内流动的两种不同型态。
2．学会雷诺准数的计算，并用雷诺准数判断流体流型。
【重点、难点分析】重点：认识流体流动型态难点：雷诺准数的计算【学时安排】8学时【学法指导】提前预习教材相关内容，认真观察老师的示范，按实训步骤完成项目实训，学会设备规范操作方法，在实训的基础上学会流体输送的相关知识。
【知识准备】通过阅读教材，查阅相关资料，解决以下问题。
1．流体密度怎样表示？2．压强的概念是怎样表述的？其单位之间怎样换算？3．观察河流或其他流体的流动状态，并用语言描述。
【实训项目】水箱加水——调节流量——记录流量——计算雷诺准数——验证雷诺判据【自我评价】与其他组同学比较，看一下谁的操作更规范呢？【阅读思考】通过阅读教材，解决以下问题。
1．什么是不可压缩性流体，什么是可压缩性流体？2．化工生产中的压力是指什么？单位有哪些？如何换算？3．如图所示的容器液体内部的压力怎样计算？能不能推导出计通式？图1-4 容器内液体示意图4．什么叫体积流量？什么叫质量流量？它们之间存在怎样的关系？5．流体的流速怎样表示？单位是什么？【作业】复习题分析并比较下列各组概念的联系与区别。
体积流量绝对压力位能层流能量损失质量流量表压动能湍流压头损失流速真空度静压能过渡流计算题1-1，1-2，1-3，1-4项目2 化工管路的安装【教材】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。
【学习目标】1．通过管路安装练习，掌握流体输送管路的构成、管子及阀门的选用。
2．学会管子与各种管件及阀门的连接方法。
【重点、难点分析】重点：管路安装难点：管路连接【学时安排】8学时【学法指导】提前预习教材相关内容，认真观察老师的示范，按实训步骤完成项目实训，学会设备规范操作方法，在实训的基础上学会流体输送的相关知识。
化工单元操作与设备之 流体流动
= d 2 − d1
此时， λ
=
C Re
（C值可查表）
内蒙古化工职业学院
三、局部阻力
1、局部阻力：流体流经局部位置所产生的阻力。 形体阻力：由于流体流速、流动方 局部阻力 摩擦阻力 阻力系数法 2、计算方法 当量长度法 向改变产生的阻力
内蒙古化工职业学院
局部位置阻力
内蒙古化工职业学院
1、阻力系数法
（3）压强能
◆流体自低压向高压对抗压力流动时，流体由此获得
的能量称为压强能。 ◆mkg流体所具有的压强能： 单位是：J;
功 = 力 × 距离 = p1 A1 × V1 = p1V1 A1
单位质量流体所具有的压强能： v——流体的比容（比体积），
N/m 2 N ⋅ m [ ]= = =J/Kg ρ Kg/m3 Kg p
---理想流体的柏努利方程
内蒙古化工职业学院
3、讨论：
◆机械能守恒与转换方程 意义：流体的各种机械能形式之间在一定条件下是可以相互 转换的，但总和不变。如图所示管道：
◆系统处在静止状态，
u1 = u2 = 0
p2 = p1 + ρg ( z1 − z 2 )
gz1 +
p1
ρ
= gz2 +
p2
ρ
内蒙古化工职业学院
单元一 流体流动
任务一
概述
一、流体的连续介质模型 流体：具有流动性的物体，包括液体和气体。 流体质点：由无数个注体分子组成的连续介质。
内蒙古化工职业学院
二、流体的密度与比体积
1、密度与比体积的定义 m ρ= 单位： kg/m3 V V ν= 单位：m3 / kg； m 2、纯组分流体的密度 ρ= m = PM 单位： kg/m3
化工单元操作技术-模块一液体流动及输送
绝对压强=表压 + 当地外界大气压强 当地外界大气压强 =真空度+绝对压强
绝对压强与表压、真空度的关系如图1-1所示。 一般为避免混淆，通常对表压、真空度等加以标注，如2000Pa（表压），10mmHg（真空 度）等，还应指明当地大气压强。
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
(三)黏度 流体都有黏性,其大小称为黏度 不同单位之间的换算关系为: • 不同单位之间的换算关系为: • 1Pa·s=1000mP·s=1000cP 液体的粘度随温度升高而减小 气体的粘度随温度升高而增加
ρ m = ρ 1φ1 + ρ 1φ 2 + ... + ρ nφ n
φ1 , φ2 ...φn
——气体混合物中各组分的体积分率。
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
气体混合物的平均密度也可利用式（1-2）计算，但式中的 摩尔质量M应用混合气体的平均摩尔质量Mm代替，即
pM m 而 ρm = RT
模块一 流体流动及输送
化工单元操作技术
二、流体静力学方程——研究流体在重力和压力下的平衡关系 方程——研究流体在重力和压力下的平衡关系
(一)基本方程： 一 基本方程 基本方程： • 关于流体静力学方程的讨论： 关于流体静力学方程的讨论： • ①适用条件：静止的、连续的同一种液体中或密度变化不 适用条件：静止的、 大的气体 • ②处于同一水平面的各点压强相等（等压面：压强相等的 处于同一水平面的各点压强相等（等压面： 面） • ③有任何数值改变，液体内任一点的压强也发生同样大小 有任何数值改变， 的变化 • ④方程变形： 方程变形： • 说明压力差大小可以用一定高度的液体柱来表示
s s
因为
《化工单元操作》流体流动与输送课件
P1 - P2 = ( - )gR R = R sinα
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
化工单元操作基础知识讲座之一流体的输送
29
第一部分
流体流动与输送
2）系统与外界交换的能量 （1）热能 换热器向1kg流体提供/取走的热量 为±Q，[J/kg]。 （2）外功（净功） 1kg流体通过泵等通用机 械获得的功——也称有效功。用We 表示， [J/kg]。 （3）损失能量 由于流体具有粘性，在流动过 程中要克服各种阻力，使一部分能量转化为热 能而无法利用，故称损失能。 1kg流体的损失能量用 h ,其单位为J/Kg
用经验公式计算
大多数气体的粘度远小于液体粘度
影响因素：主要有体系、温度、浓度
（压力的影响可忽略（气体））
T , L , G
化学工业出版社
19
2）影响粘度的因素： 液体的粘度随温度的升高而下降 气体的粘度温度的升高而升高 粘性
y
dy
u u+du
u
x
为什么 有分层流 动的现象
y方向上的流体速 度分布为线性
化学工业出版社
7
第一部分
流体流动与输送
3、气体与液体的区别： 1）密度：气体变化；液体变化不明显。 2）压缩性：气体可压缩，<20%可看成不可压缩。 液体不可压缩。
4、常见的液体输送方式： 1）重力输送 2）真空输送 3）压缩空气输送 4）机械输送
化学工业出版社
8
第一部分
流体流动与输送
5、流体流动类型：
备 1.换热设备；2.输送设 是原子与分子运动及其相互作用的结果。与温度有
关。1kg流体的内能用U表示，单位：J/kg。
化学工业出版社
27
第一部分
流体流动与输送
（2）位能 即势能 mkg流体的位能相当于将其从基准面升举到其所 在高度Z处消耗的功。 位能= mgZ 单位：[ mgZ ]=kg （m/s2）m=Nm=J 1kg流体的位能为 gZ单位：J/kg。位能是 个相对值，高于基准面时为正，低于者为负。若 不选基准水平面，只讲位能绝对值是没意义的。 （3）动能 1 2 mu 动能 2 1 2 mu 单位： [2 ] = kg（m/s） 2=Nm=J 有流速的流体才有动能. 1kg流体动能为 1 u 2 [J/kg]。
化工单元操作技术第一章流体输送技术课件
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
（2）可压缩流体
对于可压缩流体，若流动系统两截面间的绝对压力变 化较小（常规定为 p1 p2 ）20，%则仍可用伯式进行计算，
p1 但流体密度 应以两截面间流体的平均密度 来m 代替。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
A2 A1
d2 d1
2
（5）
说明不可压缩流体在管道内的流速与管道内径的平方成反比
式（1）至式（5）称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程
连续性方程反映了稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上 流速的变化规律。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
（一）流动系统的能量
伯努利方程——预备知识
显然，设备内流体的真空度愈高，它的绝对压力就愈低； 表压力愈高，它的绝对压力就愈高。 绝对压力、表压力、真空度以及大气压之间的关系用公式表示为：
p表 p绝 p大, p真 p大 p绝
图示为：
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
注意！
大气压力的数值随大气温度、湿度和所在地海拔的变化而变化 压力以表压或真空度表示时应用括号注明，否则视为绝对压力 压力计算时基准要一致
位能是相对值，计算时 需规定基准水平面
位能：流体因处于重力场中而具有的能量。
单位质量流体的位能为g（z J / kg）
动能：流体因具有一定流动速度而具有的能量。
单位质量流体的动能为 1 u（2 J / kg） 2
静压能：流体具有一定的压力而具有的能量。
单位质量流体的静压能为p（J / kg）
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
（2）可压缩流体
对于可压缩流体，若流动系统两截面间的绝对压力变 化较小（常规定为 p1 p2 ）20，%则仍可用伯式进行计算，
p1 但流体密度 应以两截面间流体的平均密度 来m 代替。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程的讨论
A2 A1
d2 d1
2
（5）
说明不可压缩流体在管道内的流速与管道内径的平方成反比
式（1）至式（5）称为流体在管道中作稳定流动的连续性方程
连续性方程反映了稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上 流速的变化规律。
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
（一）流动系统的能量
伯努利方程——预备知识
显然，设备内流体的真空度愈高，它的绝对压力就愈低； 表压力愈高，它的绝对压力就愈高。 绝对压力、表压力、真空度以及大气压之间的关系用公式表示为：
p表 p绝 p大, p真 p大 p绝
图示为：
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
伯努利方程——预备知识
注意！
大气压力的数值随大气温度、湿度和所在地海拔的变化而变化 压力以表压或真空度表示时应用括号注明，否则视为绝对压力 压力计算时基准要一致
位能是相对值，计算时 需规定基准水平面
位能：流体因处于重力场中而具有的能量。
单位质量流体的位能为g（z J / kg）
动能：流体因具有一定流动速度而具有的能量。
单位质量流体的动能为 1 u（2 J / kg） 2
静压能：流体具有一定的压力而具有的能量。
单位质量流体的静压能为p（J / kg）
第一章 流体流动及输送技术 化工单元操作技术
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2．管子
生产中使用的管子按管材不同可分金属管、非金属管和 复合管。金属管主要有铸铁管、钢管（含合金钢管）和有色 金属管等；非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料 管、橡胶管等；复合管指的是金属与非金属两种材料复合得 到的管子，最常见的形式是衬里管，它是为了满足节约成本、 强度和防腐的需要，在一些管子的内层衬以适当的材料，如 金属、橡胶、塑料、搪瓷等而形成的。
三、输送设备
液体输送机械——泵
流体输送机械 （提供给流体以足够的能量）
气体输送机械——机或泵
按照工作原理，流体输送机械可分为以下类型：
类型
动力式
容积式
(正位移 式)
往复式 旋转式
流体作用式
液体输送机械 离心泵、旋涡泵 往复泵、计量泵、隔膜泵 齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
气体输送机械 离心式通风机、鼓风机、压缩
• （7）一般地,化工管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用埋地铺设,
埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。
• 在布置化工管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保管路的布
置科学、经济、合理、安全。
• 2、化工管路的安装
• （1）化工管路的连接
螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接
• （2）化工管路的热补偿 • （3）化工管路的试压与吹洗 • （4）化工管路的保温与涂色 • （5）化工管路的防静电措施
《化工单元操作》教学课件 制作:
模块一 流体流动及输送
任务一 认知流体输送设备及管路
硫酸铵生产工艺流程图
硫酸铵生产工艺流程图
一、贮罐
贮罐是一种最典型的化工容器，主要用于贮 存气体、液体、液化气体等介质，如氢气贮罐、 石油贮罐、液氨贮罐等，除贮存作用外，还用作 计量。
贮罐一般由筒体、封头、支座、法兰 及各种
（三）管件
大小头
丝堵
盲板
• ⑴ 改变管路方向——弯头。 • ⑵ 连接支管——“三通”、“四通”。 • ⑶ 连接两段管子——外接头，俗称为“管箍”；内
接头，俗称为“对丝”；活接头，俗称为“油任”。
• ⑷ 改变管路的直径——大小头；内外螺纹管接头，
俗称为内外丝或补芯。
• ⑸ 堵塞管路——丝堵和盲板。
开孔接管组成。
（一）贮罐类型
1．立式圆筒贮罐
立式圆筒贮罐
浮顶贮罐
固定顶贮罐
外浮顶贮罐 内浮顶贮罐
2．卧式圆筒形贮罐 3．球形贮罐
适用于贮存容量较小且需有一定压力的液体 适用于贮存容量较大且压力较高的液体
（二）贮罐的选用
• 贮存介质的性质 • 贮存量的大小 • 贮存场地的位置、大小和地基承载能力
（2）气体 ① 纯气体：查表（查表时注意温度和压强）或利用气态方
程式。
pV m RT M
m pM
V RT
注意方程式中各物理量的单位
p——kPa（要用绝压）;T——K
理想气体在标准状态下的密度： M
22.4
由标准状态下的密度求出其他状态下的密度：
pV RT
pV RT
pm
T
pm
T
则
Tp Tp
机 往复式压缩机
罗茨鼓风机、液环压缩机
喷射式真空泵
任务二 获取流体输送知识
一、流体的基本物理量
（一）密度与相对密度
1.密度： m
v
单位：kg/m3
影响因素：
①T：T V
ρ
②p：对液体密度影响不大，对气体密度影响较大，p ρ
※ρ的求取
（1）液体
① 纯液体查表（查表时注意温度）；
②
混合液体利用公式
注意：选用时必须注意和管子的规格一致。
（四）阀门
截止阀
闸阀
旋塞阀
碟阀
球阀
（五）化工管路的布置与安装
• 1. 化工管路的布置原则 （1）在工艺条件允许的前提下，应使管路尽可能短，管件、 阀件应尽可能少，以减少投资，使流体阻力降到最低。
• （2）应合理安排管路，使管路与墙壁、柱子、场面、其他
管路等之间应有适当的距离，以便于安装、操作、巡查检修。 如管路最突出的部分距墙壁或柱边的净空不小于100mm， 距管架支柱也不应小于100mm，两管路最突出部分间距净 空，中压约保持40～60mm，高压保持约70～90mm，并 排管路上安装手轮操作阀门时，手轮间距约100mm。
Mm M1y1 M2 y2 32 0.21 28 0.79 28.84
则
m
pM m RT
294 28.84 8.314 353
2.89kg / m3
② 混合气体（三种计算方法）
n
a、m i yi（ yi 为各组分的体积分数或摩尔分数，下同） i 1
※b、m
pM m RT
n
M m Mi yi
i
c、m
Tp Tp
Mm
22.4
n
M m Mi yi
i
例1-2：干空气的组成近似为21%的氧气和79%的氮气（均为体积分
数）。试求压力为294kPa、温度为80℃时空气的密度。 解： T 80 273 353K
• （3）管路排列时，通常使热的在上，冷的在下；无腐蚀的在上，有腐蚀
的在下；输气的在上，输液的在下；不经常检修的在上，经常检修的在下； 高压的在上，低压的在下；保温的在上，不保温的在下；金属的在上，非 金属的在下；在水平方向上，通常使常温管路、大管路、振动大的管路及 不经常检修的管路靠近墙或柱子。
二、化工管路
化工管路主要由管子、管件和阀件构成，也包括 一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。
1．化工管路的标准化
化工管路的标准化是指制订化工管路主要构件，包括管 子、管件、阀件（门）、法兰、垫片等的结构、尺寸、联接、 压力等的标准并实施的过程。直径标准与压力标准是选择管 子、管件、阀件、法兰、垫片等依据，已由国家标准详细规 定，使用时可以参阅有关资料。
• （4）管子、管件与阀门应尽量采用标准件，以便于安装与维修。 • （5）对于温度变化较大的管路要采取热补偿措施，有凝液的管路要安装
凝液排出装置，有气体积聚的管路要设置气体排放装置。
• （6）管路通过人行道时高度不得低于2m，通过公路时不得小于4.5m,与
铁轨的净距离不得小于6m,通过工厂主要交通干线一般为5m 。
1
m
n i
i1 i
（i
为各组分的质分数）
（根据混合前后体积不变）计算。
例1-1：已知20℃正戊烷和正辛烷的密度分别为626kg/m3
和703kg/m3。试求正戊烷含量为70%（质量分数）的正戊
烷-正辛烷溶液的密度。
解：
1 1 2 0.7 0.3 1.54103 m 1 2 626 703 m 647kg / m3
生产中使用的管子按管材不同可分金属管、非金属管和 复合管。金属管主要有铸铁管、钢管（含合金钢管）和有色 金属管等；非金属管主要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料 管、橡胶管等；复合管指的是金属与非金属两种材料复合得 到的管子，最常见的形式是衬里管，它是为了满足节约成本、 强度和防腐的需要，在一些管子的内层衬以适当的材料，如 金属、橡胶、塑料、搪瓷等而形成的。
三、输送设备
液体输送机械——泵
流体输送机械 （提供给流体以足够的能量）
气体输送机械——机或泵
按照工作原理，流体输送机械可分为以下类型：
类型
动力式
容积式
(正位移 式)
往复式 旋转式
流体作用式
液体输送机械 离心泵、旋涡泵 往复泵、计量泵、隔膜泵 齿轮泵、螺杆泵
喷射泵
气体输送机械 离心式通风机、鼓风机、压缩
• （7）一般地,化工管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用埋地铺设,
埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。
• 在布置化工管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保管路的布
置科学、经济、合理、安全。
• 2、化工管路的安装
• （1）化工管路的连接
螺纹连接、法兰连接、承插连接、焊接连接
• （2）化工管路的热补偿 • （3）化工管路的试压与吹洗 • （4）化工管路的保温与涂色 • （5）化工管路的防静电措施
《化工单元操作》教学课件 制作:
模块一 流体流动及输送
任务一 认知流体输送设备及管路
硫酸铵生产工艺流程图
硫酸铵生产工艺流程图
一、贮罐
贮罐是一种最典型的化工容器，主要用于贮 存气体、液体、液化气体等介质，如氢气贮罐、 石油贮罐、液氨贮罐等，除贮存作用外，还用作 计量。
贮罐一般由筒体、封头、支座、法兰 及各种
（三）管件
大小头
丝堵
盲板
• ⑴ 改变管路方向——弯头。 • ⑵ 连接支管——“三通”、“四通”。 • ⑶ 连接两段管子——外接头，俗称为“管箍”；内
接头，俗称为“对丝”；活接头，俗称为“油任”。
• ⑷ 改变管路的直径——大小头；内外螺纹管接头，
俗称为内外丝或补芯。
• ⑸ 堵塞管路——丝堵和盲板。
开孔接管组成。
（一）贮罐类型
1．立式圆筒贮罐
立式圆筒贮罐
浮顶贮罐
固定顶贮罐
外浮顶贮罐 内浮顶贮罐
2．卧式圆筒形贮罐 3．球形贮罐
适用于贮存容量较小且需有一定压力的液体 适用于贮存容量较大且压力较高的液体
（二）贮罐的选用
• 贮存介质的性质 • 贮存量的大小 • 贮存场地的位置、大小和地基承载能力
（2）气体 ① 纯气体：查表（查表时注意温度和压强）或利用气态方
程式。
pV m RT M
m pM
V RT
注意方程式中各物理量的单位
p——kPa（要用绝压）;T——K
理想气体在标准状态下的密度： M
22.4
由标准状态下的密度求出其他状态下的密度：
pV RT
pV RT
pm
T
pm
T
则
Tp Tp
机 往复式压缩机
罗茨鼓风机、液环压缩机
喷射式真空泵
任务二 获取流体输送知识
一、流体的基本物理量
（一）密度与相对密度
1.密度： m
v
单位：kg/m3
影响因素：
①T：T V
ρ
②p：对液体密度影响不大，对气体密度影响较大，p ρ
※ρ的求取
（1）液体
① 纯液体查表（查表时注意温度）；
②
混合液体利用公式
注意：选用时必须注意和管子的规格一致。
（四）阀门
截止阀
闸阀
旋塞阀
碟阀
球阀
（五）化工管路的布置与安装
• 1. 化工管路的布置原则 （1）在工艺条件允许的前提下，应使管路尽可能短，管件、 阀件应尽可能少，以减少投资，使流体阻力降到最低。
• （2）应合理安排管路，使管路与墙壁、柱子、场面、其他
管路等之间应有适当的距离，以便于安装、操作、巡查检修。 如管路最突出的部分距墙壁或柱边的净空不小于100mm， 距管架支柱也不应小于100mm，两管路最突出部分间距净 空，中压约保持40～60mm，高压保持约70～90mm，并 排管路上安装手轮操作阀门时，手轮间距约100mm。
Mm M1y1 M2 y2 32 0.21 28 0.79 28.84
则
m
pM m RT
294 28.84 8.314 353
2.89kg / m3
② 混合气体（三种计算方法）
n
a、m i yi（ yi 为各组分的体积分数或摩尔分数，下同） i 1
※b、m
pM m RT
n
M m Mi yi
i
c、m
Tp Tp
Mm
22.4
n
M m Mi yi
i
例1-2：干空气的组成近似为21%的氧气和79%的氮气（均为体积分
数）。试求压力为294kPa、温度为80℃时空气的密度。 解： T 80 273 353K
• （3）管路排列时，通常使热的在上，冷的在下；无腐蚀的在上，有腐蚀
的在下；输气的在上，输液的在下；不经常检修的在上，经常检修的在下； 高压的在上，低压的在下；保温的在上，不保温的在下；金属的在上，非 金属的在下；在水平方向上，通常使常温管路、大管路、振动大的管路及 不经常检修的管路靠近墙或柱子。
二、化工管路
化工管路主要由管子、管件和阀件构成，也包括 一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。
1．化工管路的标准化
化工管路的标准化是指制订化工管路主要构件，包括管 子、管件、阀件（门）、法兰、垫片等的结构、尺寸、联接、 压力等的标准并实施的过程。直径标准与压力标准是选择管 子、管件、阀件、法兰、垫片等依据，已由国家标准详细规 定，使用时可以参阅有关资料。
• （4）管子、管件与阀门应尽量采用标准件，以便于安装与维修。 • （5）对于温度变化较大的管路要采取热补偿措施，有凝液的管路要安装
凝液排出装置，有气体积聚的管路要设置气体排放装置。
• （6）管路通过人行道时高度不得低于2m，通过公路时不得小于4.5m,与
铁轨的净距离不得小于6m,通过工厂主要交通干线一般为5m 。
1
m
n i
i1 i
（i
为各组分的质分数）
（根据混合前后体积不变）计算。
例1-1：已知20℃正戊烷和正辛烷的密度分别为626kg/m3
和703kg/m3。试求正戊烷含量为70%（质量分数）的正戊
烷-正辛烷溶液的密度。
解：
1 1 2 0.7 0.3 1.54103 m 1 2 626 703 m 647kg / m3