化工原理全冊配套最完整精品課件1緒論一、化工過程與單元操作1.化工過程化工過程=化學(xué)反應(yīng)過程+（若干）物理加工過程例：聚乙烯的生產(chǎn)過程2.單元操作指具有共同的操作原理和通用設(shè)備的基本物理操作過程；3.單元操作分類按操作原理:能量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞；能量傳遞：流體輸送、沉降、過濾；

熱量傳遞：熱交換（加熱、冷卻）、蒸發(fā)；

質(zhì)量傳遞：蒸餾、吸收、萃取、干燥；二、課程的性質(zhì)與任務(wù)1.課程性質(zhì)研究單元操作的技術(shù)基礎(chǔ)課程；2.課程任務(wù)研究單元操作的基本原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)及過程計算；三、物理量的單位物理量=數(shù)字×單位單位：衡量和確定物理量的標準；1.國際單位和法定單位(1)國際單位(SI制)

由基本單位和導(dǎo)出單位組成；(2)法定單位以SI制為基礎(chǔ)；2.單位換算(1)物理方程量綱一致性、單位一致性；(2)實驗方程方程中各項參數(shù)的單位不是同一單位；(3)物理量的單位換算①物理量=原數(shù)字×原單位=新數(shù)字×新單位；②③新單位物理量=原單位物理量×換算因子；例1：通用氣體常數(shù)R＝0.08206atm·L／mol·K；試用：國際單位J／mol·K表示；解：R＝0.08206（atm·L／mol·K）

＝0.08206（atm·L／mol·K）×1m3／1000L×101325（Pa／atm）＝8.314（Pa·m3

／mol·K）＝8.314J／mol·K四、混合物濃度和分率的表示混合物是由若干組分所構(gòu)成的物料；1.物質(zhì)量的濃度和分率(1)摩爾濃度(量濃度)

單位：(2)摩爾分率(量分率)

單位：2.物質(zhì)質(zhì)量的濃度和分率(1)質(zhì)量濃度

單位：(2)質(zhì)量分率單位：3.摩爾比和質(zhì)量比以一個組分量為基準來表示另一個組分的組成；

(1)摩爾比(2)質(zhì)量比

(3)4.氣體混合物的組成(1)摩爾濃度(2)摩爾比五、單元操作的基本概念1.物料衡算：反映過程中物料的變化關(guān)系，以質(zhì)量守衡定理為基礎(chǔ)；2.能量衡算：反映過程中能量的變化關(guān)系，以能量守衡定理為基礎(chǔ)；3.平衡關(guān)系：反映過程進行的方向、限度

及推動力的大小；

4.傳遞速率：反映過程進行的快慢；

5.經(jīng)濟核算：生產(chǎn)過程中設(shè)備費用與操作費用

之間關(guān)系；本節(jié)要點：化工單元操作指具有共同的操作原理和通用設(shè)備的基本物理操作過程.單元操作的基本概念

1.物料衡算

2.能量衡算

3.平衡關(guān)系

4.傳遞速率=過程推動力/過程阻力

5.經(jīng)濟核算單位換算

1.物理方程量綱一致性、單位一致性；

2.實驗方程方程中各項參數(shù)的單位不是同一單位；

3.物理量的單位換算①物理量=原數(shù)字×原單位=新數(shù)字×新單位；②③新單位物理量=原單位物理量×換算因子；

第一章流體流動

流體流動與輸送是最普遍的化工單元操作之一；研究流體流動問題是研究其他化工單元操作的重要基礎(chǔ)；1.流體：氣體與液體的總稱；（1）定義:流體是由無數(shù)內(nèi)部緊密相連、彼此間沒有間隙的

流體質(zhì)點（或微團）所組成的連續(xù)介質(zhì)；質(zhì)點是由大量分子構(gòu)成的微團，其尺寸遠小于設(shè)備尺寸、遠大于分子自由程；（2）工程意義：利用連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)工具，從宏觀研究流體；

（3）流體的分類:

不可壓縮性流體：流體的體積不隨壓力變化而變化，如液體；可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，如氣體；2.本章討論：流體靜力學(xué)和動力學(xué)基本規(guī)律和應(yīng)用；第一節(jié)流體靜力學(xué)

質(zhì)量力：作用于流體每個質(zhì)點上的力，其大小與

流體的質(zhì)量成正比，如重力、離心力等；

表面力：通過直接接觸而作用于流體表面的力，

其大小與流體的表面積成正比；壓力剪切力壓力：垂直于表面的法向力；剪切力：平行于表面的切向力；一、流體的壓力1.定義:流體垂直作用于單位面積上的力，為流體的靜壓強，習(xí)慣上又稱為壓力；2.單位（SI制）：N/m2或Pa、或以流體柱高度表示：；注：①用液柱高度表示壓力時，必須指明流體的種類，如760mmHg、10mH2O等；②標準大氣壓的換算關(guān)系：

1atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O；絕對壓力

絕對壓力

絕對真空

表壓

真空度

大氣壓

P表

=P絕－P大

P真=P大－P絕

=－P表3.壓力的基準:

絕對壓力:以絕對真空為基準測得的壓力；表壓或真空度:以大氣壓為基準測得的壓力；二流體的密度與比體積（比容）（一）密度

1.定義：單位體積流體的質(zhì)量；注：單組分流體密度

液體密度僅隨溫度變化（極高壓力除外），其變化關(guān)系可從手冊中查得；相對密度(比重)：2.氣體密度

當壓力不太高、溫度不太低時，可按理想氣體狀態(tài)方程計算：

注意：手冊中查得的氣體密度均為一定壓力與溫度下之值，若條件不同，則需進行換算；標準狀態(tài):273.15K、101.33kPa、22.4m3/kmol；通用氣體常數(shù)R：8.314kJ/（kmol.K）；3.混合物的密度（1）混合氣體指各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有：—氣體混合物中各組分的摩爾(體積)分率；

或:——混合氣體的平均摩爾質(zhì)量；

則:（2）混合液體

假設(shè)各組分在混合前后體積不變，則有：

—液體混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)；

（二）比體積（比容）

1.定義：單位質(zhì)量流體具有的體積是密度倒數(shù)；2.(m3/kg)

三流體靜力學(xué)基本方程式

討論靜止流體內(nèi)部的壓力與高度的變化規(guī)律；流體壓力與作用面垂直，并指向該作用面；任意界面兩側(cè)所受壓力，大小相等、方向相反；作用于任意點不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同；1.應(yīng)用條件：設(shè)流體不可壓縮、連續(xù)、靜止、同一流體；2.方程推導(dǎo):

在重力場中,對液柱進行受力分析：（1）上端面所受總壓力（2）下端面所受總壓力（3）液柱的重力p0p2p1z1z2G方向向下方向向上方向向下

液柱處于靜止時，上述三項力的合力為零:稱為靜力學(xué)基本方程

壓力形式、N/m2能量形式、J/kg3.方程討論（1）應(yīng)用條件：適用于重力場中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮性流體；（2）物理意義：——單位質(zhì)量流體所具有的位能，J/kg；——單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg；

在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其能量總和保持不變；（3）在靜止的、連續(xù)的同種流體內(nèi)，處于同一水平面上各點的壓力相等；壓力相等的面稱為等壓面；（4）壓力具有傳遞性。當液面上方壓力變化時，液體內(nèi)部各點的壓力也將發(fā)生相應(yīng)的變化；例如：（5）應(yīng)用要點基準面、等壓面、逐點計算、氣體傳遞壓強；習(xí)題：P60頁第2、3、5題

本節(jié)要點：1.流體：由無數(shù)流體質(zhì)點所組成的連續(xù)介質(zhì)2.流體的靜壓強

單位：N/m2或Pa、atm、mmHg、mH2O或以液柱高度表示：基準：以絕對真空、以大氣壓為基準

P表

=P絕－P大

P真=P大－P絕

=－P表3.流體的密度（1）密度的定義：（2）氣體的密度：（3）液體的密度：（4）混合氣體的摩爾質(zhì)量：4.流體靜力學(xué)基本方程式以壓力形式、N/m2以能量形式、J/kg應(yīng)用要點：基準面、等壓面、逐點計算、氣體傳遞壓強以液柱高度形式四、靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用1.應(yīng)用目的：解決化工生產(chǎn)中的測量流體壓強、壓差；測定液位高度和確定液封高度等問題；2.應(yīng)用條件：靜止、連續(xù)、同一流體；3.應(yīng)用要點：確定基準面（與水平面平行）；選取等壓面（靜止、連續(xù)同種流體在同一水平面）；采用逐面計算（沿等壓面進行）；氣體傳遞壓強（忽略氣柱壓強）；（一）、壓力測量（壓力差測量）液柱壓差計以靜力學(xué)方程為依據(jù)測量壓強的儀器；

1.U形管液柱壓差計特點：指示液A與被測流體B不互溶、U形管的兩端與被測點相連；（1）正U形管液柱壓差計特點：

p1p2、0p1p2mRAA’

選取截面A–A′為等壓面且為基準面；

若被測流體為氣體，則

<<

0思考題：若U形壓差計安裝在傾斜管路中，此時讀數(shù)R反映了什么？p1p2z2RAA’z1選取截面A–A′為等壓面、且為基準面；

討論：

U形壓差計可測系統(tǒng)內(nèi)兩點的壓力差。當將U形管一端與被測點連接、另一端與大氣相通時，也可測得流體的表壓或真空度；

表壓：真空度：p1pap1pa例1-1如圖所示，水在水平管道內(nèi)流動。為測量流體在某截面處的壓力，直接在該處連接一U形壓差計，指示液為水銀，讀數(shù)R＝250mm，m＝900mm。已知當?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa，水的密度為1000kg/m3，水銀的密度為13600kg/m3。試計算該截面處的壓力？

（2）倒U形管壓差計

當指示劑的0小于被測流體的，如：空氣作為指示劑；

另：復(fù)式壓差計適用于壓差較大的情況；特點：

p1p2、

0等壓面：選取在被測流體一側(cè)的截面；即：選取截面O–O′為等壓面；3.微差壓差計適用于壓差較小、為放大讀數(shù)R；條件：密度接近但不互溶的兩種指示液

A和C；擴大室內(nèi)徑與U管內(nèi)徑之比應(yīng)大于10；讀數(shù)R變化時，液面基本不變；2.斜管壓差計適用于壓差較小的情況，為得到精確讀數(shù)R；選取截面A–A′為等壓面、且為基準面；m（二）、液位測量測量設(shè)備或儲槽內(nèi)部的液位；（1）近距離液位測量裝置

讀數(shù)R反映出容器內(nèi)的液面高度；當液面越高，h越小，壓差計讀數(shù)R越??；當液面達到最高時，h為零，R亦為零；（2）遠距離液位測量裝置利用氣體傳遞壓強；管道中充滿氮氣，其密度較小，近似認為：而：所以：

AB（三）確定液封高度

目的：用液體來控制設(shè)備內(nèi)部的壓強；作用：確保設(shè)備安全；防止氣柜內(nèi)氣體泄漏；液封高度：1.流體靜力學(xué)基本方程式壓力形式、N/m2能量形式、J/kg3.應(yīng)用要點：基準面、等壓面、逐點計算、氣體傳遞壓強；本節(jié)要點：2.應(yīng)用條件:

流體不可壓縮、連續(xù)、靜止、同一流體；以液柱高度形式習(xí)題：第10題的示意圖習(xí)題：P60、61頁第6、8、9題空氣水汞例1-2如附圖所示，用一復(fù)式U形壓差計測量某種流體流過管路A、B兩點的壓力差。已知流體的密度為ρ，指示液的密度為ρ0，且兩U形管指示液之間的流體與管內(nèi)流體相同。已知兩個U形壓差計的讀數(shù)分別為R1、R2，試推導(dǎo)A、B兩點壓力差的計算式，由此可得出什么結(jié)論？第二節(jié)管內(nèi)流體流動的基本方程式指連續(xù)性方程和伯努利方程一、流量與流速（一）流量指單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體量；1.體積流量qv(m3/s或m3/h)

單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體體積；2.質(zhì)量流量qm(kg/s或kg/h)

單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體質(zhì)量；注：qm=ρqv2.質(zhì)量流速指單位時間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量；（二）流速指單位時間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體量體積1.流速（點流速、平均流速）指單位時間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體體積；或流體質(zhì)點在流動方向上所流經(jīng)的距離；流速由經(jīng)濟條件決定：氣體的流速：10~30m/s、液體的流速：0.5~3m/s；流量與流速的關(guān)系：

3.管徑的估算二、穩(wěn)定流動與不穩(wěn)定流動1.穩(wěn)定流動：各截面上的溫度、壓力、流速等物理量僅隨位置變化，而不隨時間變化；2.不穩(wěn)定流動：在各截面上的溫度、壓力、流速等物理量既隨位置變化，也隨時間變化；三、連續(xù)性方程對于連續(xù)穩(wěn)定流動系統(tǒng)，在管路中流體沒有增加和漏失的情況下，以質(zhì)量守衡定理為準：推廣至任意截面：以上則為連續(xù)性方程；1122當流體為不可壓縮性流體時，對圓形管道：即不可壓縮流體在管路中,任意截面的流速與管內(nèi)徑的平方成反比；習(xí)題：P61頁第13題本節(jié)要點：1.

體積流量:qv——m3/s或m3/h

質(zhì)量流量:qm——kg/s或kg/h2.

體積流速（點流速、平均流速）質(zhì)量流速qm=ρqv流量與流速的關(guān)系：

圓形管道：當4.連續(xù)性方程:不穩(wěn)定流動：3.穩(wěn)定流動：

四、柏努利方程式指穩(wěn)定流動系統(tǒng)的管內(nèi)流體機械能衡算式。為解決流體在流動過程中的各種能量之間的相互轉(zhuǎn)換，特別是機械能之間的相互轉(zhuǎn)換；推導(dǎo)方法：能量衡算法、動量守恒法；（一）、柏努利方程式的推導(dǎo)

1.理想流體：指流體無粘性、穩(wěn)定流動、流速分布均勻；p2,u2p1,u1z1z21122002.推導(dǎo)方法①衡算范圍：以截面1-1′、2-2′

為上、下游截面；以水平面0-0′為基準面；③衡算方法：能量輸入量=能量輸出量②衡算基準：以1kg流體為基準，單位質(zhì)量流體為基準；3.能量分析①位能：指流體受重力作用在不同高度所具有的能量；表示為：gz(J/kg)；②動能：指流體運動所具有的能量；表示為：u2/2(J/kg)；③靜壓能：指流體受靜壓力作用所具有的能量；表示為：p/(J/kg)；lAV靜壓能：該式稱為理想流體的柏努利方程式；以單位質(zhì)量流體為基準，各項單位均為J/kg；對不可壓縮性流體，則:

4.能量衡算根據(jù)能量守恒原則，則:對氣體若壓差很小，則密度變化也很小，柏努利方程式也可應(yīng)用；（二）、柏努利方程的物理意義

1.流體的其他衡算基準①以單位重量流體為基準：各項單位均為：壓頭：指單位重量流體所具有的能量，單位為m；②以單位體積流體為基準：各項單位均為：2.對理想流體在流動過程中任意截面上總機械能、總壓頭為常數(shù)，即：①總機械能：②總壓頭：Hz2210柏努利方程的物理意義的示意圖3.若流體處于靜止，u=0，Σhf=0，W=0，則柏努利方程變?yōu)?說明柏努利方程既表示流體的運動規(guī)律，也表示流體靜止狀態(tài)的規(guī)律；五、實際流體的機械能衡算實際流體的輸送系統(tǒng)1.機械能損失（壓頭損失）指由于流體中摩擦阻力造成的機械能轉(zhuǎn)化為熱能的能量損失；單位質(zhì)量流體損失的能量為Σhf(J/kg)；損失的壓頭為ΣHf(m)；損失的壓降為△Pf(Pa)；2.外加機械能（外加壓頭）單位質(zhì)量流體從輸送機械獲得能量為W(J/kg)；獲得的壓頭為H(m)；

3.實際流體的機械能衡算式：①以單位質(zhì)量流體為基準：②以單位重量流體為基準：③以單位體積流體為基準：其中：H——外加壓頭或有效壓頭，m;ΣHf——壓頭損失，m；△Pf——壓降損失，Pa；習(xí)題：P61頁第15題本節(jié)要點：

1.流體的機械能衡算式：以J/kg為基準:以J/N=m為基準:以J/m3=Pa為基準:3.外功(有效功)W(J/kg)、H(m)

2.能量損失(機械能損失)Σhf（J/kg）、ΣHf（m）、△Pf（Pa）

管內(nèi)流體的流量qm、qv確定；流體輸送機械功率P、Pe的計算；管路中流體壓力p的計算；設(shè)備間的相對位置Z；六、柏努利方程的應(yīng)用

（一）應(yīng)用目的利用柏努利方程與連續(xù)性方程來確定：1.衡算范圍的確定根據(jù)題意畫出流動系統(tǒng)的示意圖；標明流體的流動方向，確定上、下游截面；明確流動系統(tǒng)的衡算范圍；2.流動截面的選取與流體的流動方向相垂直；截面間流體應(yīng)是穩(wěn)定連續(xù)流動；截面宜選在已知量多、計算方便處；（二）應(yīng)用要點4.單位的選取物理量的單位應(yīng)保持一致；壓力表示方法也應(yīng)一致，即壓強基準同為絕壓或同為表壓；

3.位能基準面的選取與地面平行；宜選取兩截面中位置較低的截面；若截面不是水平面，而是垂直于地面，則基準面應(yīng)選過管中心線的水平面；5.外加能量（泵）

W（J/kg）、Pe=qmW（w）、η=Pe/P

其中：P為軸功率、Pe為有效功率、η為泵效率（三）應(yīng)用舉例

1.確定輸送設(shè)備的外加機械能

2.確定設(shè)備間的相對位置

3.確定管道中流體的流量hpa

例1-10題（P27頁）211200例1、用水吸收混合氣中氨的常壓逆流吸收流程如附圖所示。用泵將敞口水池中的水輸送至吸收塔塔頂，并經(jīng)噴嘴噴出，水流量為35m3/h。泵的入口管為φ108×4mm無縫鋼管，出口管為φ76×3mm無縫鋼管。池中水深為1.5m，池底至塔頂噴嘴入口處的垂直距離為20m。水流經(jīng)所有管路的能量損失為42J/kg（不包括噴嘴），噴嘴入口處的表壓為34kPa。設(shè)泵的效率為60%。試求：泵所需的功率？（水密度以1000kg/m3計）20m1.5m氣體hpa例2、如附圖所示從高位槽向塔內(nèi)進料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔內(nèi)的壓力均為大氣壓。送液管為φ45×2.5mm的鋼管，要求送液量為3.6m3/h。設(shè)料液在管內(nèi)的壓頭損失為1.2m液柱（不包括出口能量損失）。試問：高位槽的液位要高出進料口多少米？例3、在φ45×3mm的管路上裝一文丘里管，文丘里管的上游接一壓力表，其讀數(shù)為5kPa，壓力表軸心與管中心的垂直距離為0.3m，管內(nèi)水的流速為1.5m/s，文丘里管的喉徑為10mm。文丘里喉部接一內(nèi)徑為15mm的玻璃管，玻璃管的下端插入水池中，池內(nèi)水面到管中心的垂直距離為3m。若將水視為理想流體，試判斷池中水能否被吸入管中？3.0m1120.3m200u習(xí)題：P62頁第17、19、20題本節(jié)要點:柏努利方程的應(yīng)用

1.應(yīng)用目的管內(nèi)流量qm、qv，輸送設(shè)備的功率Pe、P，管路中流體的壓力P；設(shè)備間的相對位置等Z；

2.應(yīng)用要點確定上、下游截面及截面的選取；位能基準面的選??；單位的選取,即壓力應(yīng)同為絕壓或表壓;

外加能量（泵）；即W（J/kg）、Pe=qmW、η=Pe/P

第三節(jié)管內(nèi)流體的流動現(xiàn)象

目的：研究流體流動中產(chǎn)生機械能損失的原因及

管內(nèi)速度分布、為計算機械能損失提供基礎(chǔ)；

一、牛頓黏性定律與流體的黏度

（一）牛頓黏性定律

1.黏性

①定義：指流體流動時產(chǎn)生的抗拒向前運動的

內(nèi)摩擦力的特性；

②原因：流動流體內(nèi)部相鄰流體層的相互作用

而產(chǎn)生的作用力；2.牛頓黏性定律

Guu＋dudy式中：F——內(nèi)摩擦力、N；

τ——剪應(yīng)力、Pa；

——法向速度梯度、1/s；

μ——比例系數(shù)稱為流體的黏度、Pa·s

；

F3.流體的黏度①黏度的物理意義：指流體流動時垂直于流動方向上產(chǎn)生的單位速度梯度所需的剪應(yīng)力；②黏度的物理本質(zhì)：指分子間的引力和分子的運動與碰撞；③黏度的性質(zhì)：

④黏度的單位:

SI制：Pa·s

或kg/(m·s)

物理制：cP（厘泊）換算關(guān)系：1cP＝10-3

Pa·s⑤運動黏度：指黏度μ與密度ρ之比；（二）牛頓型流體和非牛頓型流體

1.牛頓型流體：剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系符合牛頓黏性定律的流體；

2.非牛頓型流體：不符合牛頓黏性定律的流體；（三）理想流體與實際流體

1.理想流體：黏度為零的流體；

2.實際流體或黏性流體：具有黏性的流體；

二、流體流動類型與雷諾準數(shù)（一）雷諾實驗觀察管內(nèi)流體中質(zhì)點與相關(guān)因素和流動狀態(tài)之間的影響；（二）流動類型

1.層流（或滯流）：指流體質(zhì)點僅沿著與管軸平行的方向作直線運動，質(zhì)點無徑向脈動，質(zhì)點之間互不混合；

2.湍流（或紊流）：指流體質(zhì)點除了沿管軸方向向前流動外，

還有徑向脈動，各質(zhì)點的速度在大小和方向上都隨時變化，質(zhì)點互相碰撞和混合；3.流體質(zhì)點運動1.判斷流型Re≤2000時，流動為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；Re≥4000時，流動為湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；2000<Re<4000時，流動可能是層流或湍流，該區(qū)稱為不穩(wěn)定的過渡區(qū)；2.Re物理意義反映了流體流動中慣性力與黏性力的對比關(guān)系，標志著流體流動的湍動程度；

（三）雷諾準數(shù)流型判據(jù)：無因次數(shù)群三、流體在圓管內(nèi)的速度分布：u=f（r）指流體在圓管內(nèi)流動時,管截面上質(zhì)點的速度隨半徑的變化關(guān)系；（一）層流時的速度分布

由壓力差產(chǎn)生的推力：流體層間內(nèi)摩擦力：管壁處r＝R時，＝0，可得速度分布方程：1.速度分布方程2.管中心流速為最大，即r＝0時，＝umax

3.管截面上的平均速度即層流時的平均速度為管中心最大速度的1/2；即流體在圓形直管內(nèi)層流流動時，其速度呈拋物線分布；（二）湍流時的速度分布

剪應(yīng)力：e：為湍流黏度，與流體的流動狀況有關(guān)；

湍流速度分布的經(jīng)驗式：n與Re有關(guān)，取值如下：

1/7次方定律當時，流體的平均速度：（三）流體流動邊界層*

1.邊界層的形成與發(fā)展流動邊界層：指存在著較大速度梯度的流體層區(qū)域，流速降為主體流速的99％以內(nèi)的區(qū)域；邊界層厚度：指邊界層外緣與壁面間的垂直距離；2.流體在平板上流動時的邊界層3.邊界層流型指層流邊界層和湍流邊界層；層流邊界層：平板的前段邊界層內(nèi)的流型為層流；湍流邊界層：離平板前沿一段距離后邊界層內(nèi)流型轉(zhuǎn)為湍流；

邊界層區(qū)（邊界層內(nèi)）：沿板面法向的速度梯度很大需考慮黏度的影響，剪應(yīng)力不可忽略；主流區(qū)（邊界層外）：速度梯度很小剪應(yīng)力可以忽略可視為理想流體；4.流體在圓管內(nèi)流動時的邊界層

充分發(fā)展的邊界層厚度為圓管的半徑；進口段內(nèi)有邊界層內(nèi)外之分；也分為層流邊界層與湍流邊界層；進口段長度：層流：湍流：5.湍流流動

湍流主體：速度脈動較大，以湍流黏度為主，徑向傳遞因速度的脈動而大大強化；過渡層：分子黏度與湍流黏度相當；層流內(nèi)層：速度脈動較小，以分子黏度為主，徑向傳遞只能依賴分子運動。——層流內(nèi)層為傳遞過程的主要阻力Re越大，湍動程度越高，層流內(nèi)層越薄。二、邊界層的分離ABSA→C：流道截面積逐漸減小，流速逐漸增加，壓力逐漸減?。槈禾荻龋?；C→S：流道截面積逐漸增加，流速逐漸減小，壓力逐漸增加（逆壓梯度）；S點：物體表面的流體質(zhì)點在逆壓梯度和黏性剪應(yīng)力的作用下，速度降為0。SS’以下：邊界層脫離固體壁面，而后倒流回來，形成渦流，出現(xiàn)邊界層分離。邊界層分離的后果：產(chǎn)生大量旋渦；造成較大的能量損失。邊界層分離的必要條件：流體具有黏性；流動過程中存在逆壓梯度。習(xí)題：P63頁第23、24題本節(jié)要點：

1.牛頓黏性定律

黏度：（Pa·s）或（cP厘泊）1cP＝10-3Pa·s

運動黏度：黏度μ與密度ρ之比；

2.流動類型:

層流：流體質(zhì)點沿管軸方向作直線運動，無徑向

脈動，互不混合；

湍流：流體質(zhì)點除沿管軸方向流動外，還有徑向

脈動，質(zhì)點互相碰撞和混合；3.雷諾準數(shù)（流型判據(jù)）：

Re≤2000時，為層流；

2000<Re<4000時，為不穩(wěn)定的過渡區(qū)；

Re≥4000時，為湍流；4.流體管內(nèi)的速度分布（層流）5.邊界層、主流區(qū)（邊界層外）第四節(jié)管內(nèi)流體流動的摩擦阻力損失指由于流體粘性使流體流動產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力而引起機械能轉(zhuǎn)化為熱量造成損失；阻力損失hf與物性、流動狀況、管道壁面有關(guān)；

1.直管阻力hf

：流體流經(jīng)一定直徑的直管時由于內(nèi)摩擦而產(chǎn)生的阻力；

2.局部阻力h′f

：流體流經(jīng)管件、閥門等局部地方由于流速大小及方向的改變而引起的阻力；3.阻力損失：hf=hf

+h′f若管道為傾斜管，則：一、流體在直管中的流動阻力

1.若流體在水平等徑直管中作穩(wěn)態(tài)流動，則：則：

由于

2.圓形直管阻力通式（范寧Fanning公式）——摩擦系數(shù)（摩擦因數(shù)）

注意：該公式層流與湍流均適用，為直管阻力計算的通式且注意△Pf與△P的區(qū)別二、層流的直管阻力損失

稱為哈根-泊謖葉方程

1.直管阻力損失為得層流時，阻力與速度的一次方成正比，即：hf∝u；2.能量損失為（一）管壁粗糙度對摩擦系數(shù)的影響

光滑管：玻璃管、銅管、鉛管及塑料管等；粗糙管：鋼管、鑄鐵管等；絕對粗糙度：管道壁面凸出部分的平均高度；相對粗糙度：絕對粗糙度與管內(nèi)徑的比值；三、湍流的直管阻力損失

湍流流動時：

水力光滑管只與Re有關(guān)，與無關(guān)；

完全湍流粗糙管只與有關(guān)，與Re無關(guān)；1.層流流動時：當流速較慢，與管壁無碰撞，阻力與無關(guān)，只與Re有關(guān)；2.湍流流動時：當流速較快慢，與管壁有碰撞，阻力與和

Re有關(guān)；3、完全湍流時：當流速加快，流體流動加劇與管壁有激烈碰撞，阻力僅與有關(guān)，與Re無關(guān)；（二）湍流的摩擦阻力系數(shù)利用因次分析法建立經(jīng)驗關(guān)系式，通過實驗測定來解決其摩擦阻力系數(shù)；

湍流時阻力損失的影響因素：（1）流體性質(zhì)：，（2）流動的幾何尺寸：d，l，（管壁粗糙度）（3）流動條件：u——相對粗糙度——管道的幾何尺寸——雷諾數(shù)根據(jù)實驗可知，流體流動阻力與管長成正比，其中1.與Re、的關(guān)系圖

利用實驗測定建立關(guān)聯(lián)圖來確定、Re與的關(guān)系即：莫狄（Moody）摩擦因數(shù)圖：（1）層流區(qū)（Re≤2000）

λ與無關(guān)，與Re為直線關(guān)系，即：

,即與u的一次方成正比（2）過渡區(qū)（2000<Re<4000)層流時，將直線延伸查取λ值；湍流時，將曲線延伸查取λ值；（3）湍流區(qū)（Re≥4000以及虛線以下的區(qū)域）（4）完全湍流區(qū)

（虛線以上的區(qū)域）

λ與Re無關(guān)，只與有關(guān)。該區(qū)稱為阻力平方區(qū)一定時，2.經(jīng)驗公式（1）柏拉修斯（Blasius）式：適用光滑管Re＝2.5×103～105（2）考萊布魯克（Colebrook）式

例1-7分別計算下列情況下，流體流過φ76×3mm、長10m的水平鋼管的能量損失、壓頭損失及壓力損失。（1）密度為910kg/m3、黏度為72cP的油品，流速為1.1m/s；（2）20℃的水，流速為2.2m/s。四、非圓形管內(nèi)的流動阻力當量直徑：

套管環(huán)隙，內(nèi)管的外徑為d1、外管的內(nèi)徑為d2

邊長分別為a、b的矩形管

:說明：（1）Re與hf中的直徑用de計算；（2）層流時：正方形

C＝57套管環(huán)隙C＝96（3）流速用實際流通面積計算。習(xí)題：P63頁第28、29題本節(jié)要點：

1.直管阻力損失

2.層流

阻力與速度的一次方成正比:hf∝u

3.湍流當ε/d一定時，Re↑→λ↓

當Re

一定時，ε/d↑→λ↑

當Re→↑↑（完全湍流）時，λ為定值；

即

→hf∝u2

，稱為阻力平方區(qū)4.非圓形管的當量直徑如：套管環(huán)隙，內(nèi)管的外徑為d1、外管的內(nèi)徑為d2

；流速用實際流通面積計算:五、局部阻力指流體流經(jīng)管件、閥門等局部地方由于流速大小及方向的改變而引起的阻力；（一）局部阻力系數(shù)法將局部阻力表示為動能的某一倍數(shù)；ζ：局部阻力系數(shù)；

由實驗測定：1.突然擴大2.突然縮小3.管進口及出口進口：流體自容器進入管內(nèi)；管進口：外側(cè)ζ進口

=0.5（進口阻力系數(shù)）、u1=0；內(nèi)側(cè)ζ=0、u1=u；出口：流體自管子進入容器或從管子排放到管外空間；管出口：外側(cè)ζ出口

=1（出口阻力系數(shù)）、u2=0；內(nèi)側(cè)ζ=0、u2=u；4.管件與閥門蝶閥

（二）當量長度法

將流體流過管件或閥門的局部阻力，折合成直徑相同、長度為le的直管所產(chǎn)生的阻力；le：

管件或閥門的當量長度，m；（三）局部阻力系數(shù)ζ與當量長度法le的換算六、管內(nèi)流體的總摩擦阻力計算其中：（l+∑le）總管長；減少流動阻力的途徑：

管路盡可能短，盡量走直線，少拐彎；盡量不安裝不必要的管件和閥門等；管徑適當大些；例1-8如附圖所示，料液由敞口高位槽流入精餾塔中。塔內(nèi)進料處的壓力為30kPa（表壓），輸送管路為φ45×2.5mm的無縫鋼管，直管長為10m。管路中裝有180o回彎頭一個，90o標準彎頭一個，標準截止閥（全開）一個。若維持進料量為5m3/h，問高位槽中的液面至少高出進料口多少米？操作條件下料液的物性：hpa習(xí)題：P64頁第31、32題本節(jié)要點：1、局部阻力指流體流經(jīng)管件、閥門等局部地方由于流速大小及方向的改變而引起的阻力損失

外側(cè)ζ進口

=0.5（進口阻力系數(shù)）、u1=0

內(nèi)側(cè)ζ=0、u1=u

外側(cè)ζ出口

=1（出口阻力系數(shù)）、u2=0

內(nèi)側(cè)ζ=0、u2=u管進口管出口2、管內(nèi)流體的總摩擦阻力計算第六節(jié)、流量的測量指流速計與流量計的測量原理、構(gòu)造及應(yīng)用一、測速管（Pitottube）（一）結(jié)構(gòu)如圖（二）原理

內(nèi)管A處：外管B處：點速度：即討論：（1）皮托管測量流體的點速度，可測速度分布曲線；（2）流量的求?。?/p>

由速度分布曲線積分

測管中心最大流速，由求平均流速，再計算流量；（三）安裝

1.測量點位于均勻流段，上、下游各有50d

直管距離；

2.皮托管管口截面嚴格垂直于流動方向；

3.皮托管外徑d0不應(yīng)超過管內(nèi)徑d的1/50，即d0<d/50；孔板流量計

二、孔板流量計（Orificemeter）（一）結(jié)構(gòu)與原理

（二）流量方程

在1-1′截面和2-2′截面間列柏努利方程，暫不計能量損失變形得：

問題：1.實際有能量損失；2.縮脈處A2未知；解決方法：用孔口速度u0替代縮脈處速度u2，引入校正系數(shù)C。由連續(xù)性方程：令

體積流量：質(zhì)量流量：則C0（）——流量系數(shù)（孔流系數(shù)）；A0——孔面積；討論：（1）特點：恒截面、變壓差—差壓式流量計（2）流量系數(shù)C0（）對于取壓方式、結(jié)構(gòu)尺寸、加工狀況均已規(guī)定的標準孔板Re是以管道的內(nèi)徑d1計算的雷諾數(shù)當Re>Re臨界時，（3）測量范圍一般C0=0.6~0.7孔板流量計的測量范圍受U形壓差計量程決定；Re臨界值（三）安裝及優(yōu)缺點

1、安裝在穩(wěn)定流段，上游l>10d，下游l>5d；

2、結(jié)構(gòu)簡單，制造與安裝方便；

3、能量損失較大；三、文丘里（Venturi）流量計

屬差壓式流量計；能量損失小，造價高；CV——流量系數(shù)（0.98～0.99）A0——喉管處截面積*噴嘴流量計

四、轉(zhuǎn)子流量計

（一）結(jié)構(gòu)與原理從轉(zhuǎn)子的懸浮高度直接讀取流量數(shù)值；（二）流量方程

轉(zhuǎn)子受力平衡：在1-1′和0-0′截面間列柏努利方程0′1′10流體的浮力

動能差

由連續(xù)性方程

CR——流量系數(shù)體積流量：討論：（1）特點恒壓差、恒流速、變截面—截面式流量計；（2）刻度換算標定流體：20℃水（＝1000kg/m3

）、

20℃、101.3kPa下空氣（

＝1.2kg/m3）CR相同,同刻度時式中：1——標定流體；

2——被測流體。氣體轉(zhuǎn)子流量計（三）安裝及優(yōu)缺點（1）永遠垂直安裝，且下進、上出，安裝支路，以便于檢修；（2）讀數(shù)方便，流動阻力很小，測量范圍寬，測量精度較高；（3）玻璃管不能經(jīng)受高溫和高壓，在安裝使用過程中玻璃容易破碎；例1-12某液體轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子為硬鉛，其密度為11000kg/m3。現(xiàn)將轉(zhuǎn)子改為形狀、大小相同，而密度為1150kg/m3的膠質(zhì)轉(zhuǎn)子，用于測量空氣（50℃、120kPa）的流量。試問在同一刻度下，空氣流量為水流量的多少倍？（設(shè)流量系數(shù)CR為常數(shù)）

五、濕式流量計

用來測量氣體體積的容積式流量計

六、流量計的比較

1、孔板、文氏流量計：

差壓式流量計，恒截面、變壓差

2、轉(zhuǎn)子流量計：

截面式流量計，恒壓差、變截面

3、濕式流量計：

容積式流量計

第二章流體輸送機械概述一、流體輸送機械作用對流體做功、為流體提供能量、使流體的機械能提高；結(jié)果：流體的動能↑、位能↑、靜壓能↑，克服沿程阻力或兼而有之；如供料點到需料點：二、流體輸送機械分類

1.按工作原理：離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式、流體動力作用式；

2.按輸送流體種類：液體——泵；氣體——風(fēng)機、壓縮機；三、討論流體輸送機械的作用原理、構(gòu)造、性能及計算；第一節(jié)離心泵1.離心泵特點：結(jié)構(gòu)簡單、流量均勻、適用范圍廣、適用各種液體；2.離心泵外觀：一、離心泵的主要部件（一）葉輪—葉片與蓋板組成；1.結(jié)構(gòu)

4-8個葉片（前彎、后彎、徑向）液體通道；前蓋板、后蓋板、無蓋板閉式半開式開式2.作用葉輪作為旋轉(zhuǎn)部件，將電動機的機械能傳給液體，提高液體的的靜壓能、動能；

（二）泵殼—泵體的外殼，包圍葉輪；液體的匯集與能量的轉(zhuǎn)換（動靜）的場合；1.結(jié)構(gòu)：為截面積逐漸擴大的蝸牛殼形通道；液體入口：泵殼中心；液體出口：泵殼切線方向；2.作用：液體從葉輪高速拋出后，沿蝸牛殼形通道流動，使流速下降，將部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能；（三）泵軸—垂直葉輪面并指向葉輪中心；

離心泵裝置圖離心泵工作原理圖二、離心泵的工作原理1.工作原理①工作原理：電動機帶動泵軸使葉輪高速旋轉(zhuǎn)，使液體在離心力的作用下獲得能量；②操作過程：啟動電機葉輪旋轉(zhuǎn)液體的靜壓能、動能，進入泵殼使部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能排出泵；同時葉輪中心產(chǎn)生低壓吸入液體；2.氣縛現(xiàn)象指若泵未充滿液體，存有空氣，因其密度很小產(chǎn)生的離心力不足以使葉輪中心低壓的形成，液體不能吸上，故不能輸送液體；為避免氣縛現(xiàn)象，故啟動泵前須進行灌泵操作；3.軸封的作用—機械密封與填料密封；4.平衡孔的作用—消除軸向推力；5.導(dǎo)輪的作用—減少能量損失；三、離心泵的性能參數(shù)（一）流量qv（體積、m3/h）：與葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)；（二）壓頭

H（揚程、J/N=m）：指1N流體通過泵獲得的機械能與qv

、葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和n有關(guān)；Hz；

（三）功率與效率1.軸功率N與有效功率Pe①軸功率P（w）：單位時間輸入泵軸的能量；②有效功率Pe（w）：單位時間液體獲得的能量；2.效率：=Pe/P=vmh

——

<100%

v

：容積損失、m：水力損失、

h

：機械損失；

四、離心泵的性能曲線（一）泵的性能曲線指H~qv

、P~qv

、~qv之間的關(guān)系曲線；n一定離心泵的性能曲線說明：①H~qv曲線：qv

H、qv

很小時可能例外；②P~qv曲線：qv

P、大流量大電機；關(guān)閉出口閥啟動泵時，啟動電流最?。虎踾qv曲線：qv

、qv

、存在max

；

泵的銘牌的性能參數(shù)與max對應(yīng)；泵選型時應(yīng)依據(jù)泵的max；（二）泵的轉(zhuǎn)速的影響指泵的qv、H、P

與n

之間的關(guān)系，稱為泵的比例關(guān)系；（三）液體的黏度和密度的影響

1.黏度的影響泵的能量損失（qv

、H、）、P

2.密度的影響

與（H、qv、）無關(guān)；但，所以（P、Pe）；P95習(xí)題1本節(jié)要點：1.離心泵的主要部件:葉輪、泵殼、泵軸2.離心泵的工作原理啟動電機葉輪旋轉(zhuǎn)液體的靜壓能、動能，進入泵殼使部分動能轉(zhuǎn)化為靜壓能排出泵，同時，葉輪中心產(chǎn)生低壓吸入液體；3.氣縛現(xiàn)象指泵存有空氣，因其產(chǎn)生的離心力不足以使葉輪中心低壓的形成，液體不能吸上；啟動泵前須進行灌泵操作，以避免氣縛現(xiàn)象；4.離心泵的性能參數(shù)流量qv、壓頭（

揚程）H、軸功率P與有效功率Pe；效率：=Pe/P；5.離心泵的性能曲線

H~qv

、P~qv

、~qv之間的關(guān)系曲線6.泵的轉(zhuǎn)速的影響指qv

、H、P與n之間的關(guān)系五、離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)解決問題：工作時qv、H、P、之間關(guān)系；1.泵的外加壓頭：qvHf

、H

；

H

~qv稱為管路特性方程；指所需外加壓頭～管路流量之間關(guān)系；2.管路壓頭損失：（一）管路特性方程得管路特性方程：討論：①指曲線在H軸上截距、管路所需的最小外加壓頭；②阻力平方區(qū)，與qv無關(guān)，并忽略動能差；

k為管路特性系數(shù)；③k

→高阻管路、曲線較陡；

k↓→低阻管路曲線較平緩；3.當管路和流體一定，則qv→；工作點確定：聯(lián)解兩特性方程求解作圖求兩曲線交點②泵裝于管路：工作點

~（H、qv）qv

=泵供流量=管的流量H

=泵供壓頭=流體的壓頭③工作點（qv、H、P、）：指泵的實際工作狀態(tài)；（二）離心泵的工作點

指泵的H~

qv與管路的H~

qv曲線的交點M；討論：①工作點M

：指泵的特性&管路的特性；HQ泵的H~

qv曲線

管路的H~

qv曲線泵的工作點M（三）離心泵的流量調(diào)節(jié)改變泵的特性→改變工作點→改變流量；改變管路特性1.改變出口閥開度改變管路特性①關(guān)小出口閥le管特線變陡工作點左上移H、qv；②開大出口閥le管特線變緩工作點右下移H、qv；2.改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速改變泵的特性n泵H~qv曲線上移工作點右上移，H、qv

；

3.

車削葉輪直徑

例題2-1將濃度為95%的硝酸自常壓罐輸送至常壓設(shè)備中去，要求輸送量為36m3/h,

液體的揚升高度為7m。輸送管路由內(nèi)徑為80mm的鋼化玻璃管構(gòu)成，總長為160m（包括所有局部阻力的當量長度）。現(xiàn)采用某種型號的耐酸泵，其性能列于本題附表中。問：(1)該泵是否合用？(2)實際的輸送量、壓頭、效率及功率消耗各為多少？

Q(L/s)

03691215H(m)

19.51917.916.514.412(%)

01730424644六、離心泵的安裝高度（泵安裝高度有無限制？）安裝高度Hg

：指液面到泵入口處的垂直距離；泵內(nèi)壓強分布P位置泵吸入口葉輪入口葉輪出口泵排出口P1PKPvP最低伴隨現(xiàn)象：①泵體振動并發(fā)出噪音；②H→qv,嚴重時不送液；（一）泵的氣蝕現(xiàn)象

當p0一定時，Hg→p1；氣蝕現(xiàn)象：指當泵的p最低<pv，葉輪中心液體汽化→汽泡被拋向外圍→泵的壓力升高→氣泡凝結(jié)破裂

→局部真空→周圍液體高速沖向汽泡中心→撞擊泵的葉片（水錘）和泵殼→造成泵的損壞；（二）有效氣蝕余量和必須汽蝕余量氣蝕余量稱凈正吸入壓頭；1.有效汽蝕余量ha、（NPSH）a

物理意義：ha、P1汽蝕；2.必須汽蝕余量hr、（NPSH）r

指防止發(fā)生汽蝕時的汽蝕余量；

ha>hr時，不汽蝕；

判別汽蝕的條件：ha=hr時，發(fā)生汽蝕；ha<hr時，汽蝕嚴重；（三）泵的最大安裝高度1.泵的安裝高度2.泵的最大安裝高度（四）允許汽蝕余量與最大允許安裝高度1.允許汽蝕余量h

指泵不發(fā)生汽蝕，比必須汽蝕余量hr大0.3米；2.最大允許安裝高度Hg允許實際計算時：

注意：①泵的Hg實際<泵的Hg允許；②當Hg允許<0，則泵的安裝高度應(yīng)低于貯槽液面；3.允許汽蝕余量h的校正標準允許汽蝕余量h為20C清水條件下；條件不同時要校正，校正曲線說明書；

（五）討論1.汽蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：①安裝高度太高；②被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過高；③吸入管路阻力或壓頭損失太高；2.計算出的Hgmax<0，則泵低于貯槽液面安裝；

3.Hgmax大小與qv有關(guān)：當qv

，則Hgmax；為保險，用可能的最大qv計算Hgmax

；4.安裝泵時為保險：用Hg比Hgmax還要小0.5至1米；正常運轉(zhuǎn)的泵：5.

由h計算允許安裝高度HgmaxP95習(xí)題7、8本節(jié)要點：1.離心泵的工作點指泵的H~qv與管路的H~qv曲線的交點M①管路特性方程:②工作點確定：作圖求兩曲線交點聯(lián)解兩特性方程求解2.離心泵的流量調(diào)節(jié)

改變泵的特性改變管路特性→改變工作點→改變流量①改變出口閥開度改變管路特性②改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速改變泵的特性3.氣蝕現(xiàn)象指當泵的p最低<pv，液體汽化后，壓力升高→

氣泡凝結(jié)，液體沖向汽泡中心→撞擊泵的葉片

和泵殼，造成泵的損壞；4.氣蝕余量（泵的性能參數(shù)）①有效汽蝕余量ha：②必須汽蝕余量hr：③允許汽蝕余量h：

ha>hr時，不汽蝕

判別汽蝕的條件：ha=hr時，發(fā)生汽蝕ha<hr時，汽蝕嚴重5.泵的安裝高度

①泵的安裝高度②泵的最大安裝高度③最大允許安裝高度

七、

離心泵的類型與選用（一）離心泵的類型按輸送液體的性質(zhì)不同1.清水泵：輸送清水或相近、無腐蝕性、雜質(zhì)較少的液體、結(jié)構(gòu)簡單、造價低；型號：IS型、S型、D型等；

2.耐腐蝕泵：輸送腐蝕性的液體、用耐腐蝕材料制成、要求密封可靠；型號：F型、IH型、CH型；3.油泵：輸送石油產(chǎn)品，要求有良好密封性；型號：Y型、SJA型；4.雜質(zhì)泵：輸送含固體顆粒的液體、稠厚的漿液，葉輪流道寬，葉片數(shù)少；型號：P5.單級泵、多級泵用于泵串聯(lián)組合、并聯(lián)組合的操作；（二）離心泵的選用1.根據(jù)液體的性質(zhì)確定類型2.確定管路流量和所需外加壓頭

生產(chǎn)任務(wù)qv

、管路的特性方程H；3.根據(jù)所需qv和H確定泵的型號①查性能表或曲線要求泵的H和qv與管路所需相適應(yīng)；②若需qv有變，以最大qv為準；

H應(yīng)以最大qv值查找；③若泵的H和qv與管路所需不符，在相鄰型號中找H和qv都稍大一點的；④若幾個型號都行，應(yīng)選在操作條件下最高者；⑤若液體性質(zhì)與清水相差大，則應(yīng)對所選泵的特性曲線和參數(shù)進行校正，看是否能滿足要求；⑥為保險，所選泵可稍大；但若太大，能量利用程度低；（三）離心泵的安裝與操作1.安裝①安裝高度應(yīng)小于允許安裝高度；②盡量減少吸入管路阻力，短、直、粗、管件少；調(diào)節(jié)閥應(yīng)裝于出口管路；2.操作①啟動前應(yīng)灌泵，并排氣；②應(yīng)在出口閥關(guān)閉的情況下啟動泵；③停泵前先關(guān)閉出口閥，以免損壞葉輪；④經(jīng)常檢查軸封情況；第二節(jié)、其他類型泵一、往復(fù)泵（一）結(jié)構(gòu)和工作原理1.主要部件泵缸、活塞、活塞桿、吸入閥、排出閥2.工作原理①活塞往復(fù)運動，直接以靜壓能形式供能；②單動泵，供液不連續(xù)；雙動泵，連續(xù)；③為耐高壓，活塞和連桿用柱塞代替；（二）往復(fù)泵的流量和壓頭1.理論平均流量單動：雙動：2.實際平均流量容積效率理論平均流量與壓頭無關(guān)3.瞬時流量的不均勻性①單動泵：吸、排液不連續(xù)；②曲柄連桿：活塞運動速度與時間為正弦規(guī)律；

4.流量的精確性

Q僅與活塞面積、沖程、往復(fù)頻率有關(guān)；

5.往復(fù)泵的壓頭擠壓供液，H任意高；

其上限取決于材料強度、密封、電機負載；實際取決于管路特性；6.特性曲線

Q僅與泵特性有關(guān)，與管路特性(和H）無關(guān)；

H僅與管路特性有關(guān)，與泵特性(和Q)無關(guān)；

—正位移特性；

高阻高壓！

（三）往復(fù)泵的操作要點和流量調(diào)節(jié)1.適用場合

Q不太大、H較高、非腐蝕和懸浮物；2.安裝高度有一定的限制3.有自吸作用，啟動前無需要灌泵4.一般不設(shè)出口閥，若有，也必須打開啟動5.往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)方法①用旁路閥調(diào)節(jié)流量；②改變曲柄轉(zhuǎn)速；

二、齒輪泵（一）剖面圖（二）工作原理屬于旋轉(zhuǎn)泵（三）流量調(diào)節(jié)

轉(zhuǎn)速或旁路（四）應(yīng)用場合高壓頭、小流量；粘稠以至膏狀物；

不適于輸送固體懸浮液；三、旋渦泵（一）工作原理：特殊類型的離心泵

葉輪：開有凹槽的圓盤為引水道；葉輪旋轉(zhuǎn)，凹槽內(nèi)液體被做功；在引水道和凹槽間往返多次，被多次做功；（二）流量調(diào)節(jié)

Q↓P↑、與正位移泵相同；（三）應(yīng)用場合

Q↓H↑↑、高壓頭，較小流量；不適于輸送固體懸浮液、高粘度流體；五、計量泵（一）外觀（二）工作原理往復(fù)泵的一種；原動機偏心輪轉(zhuǎn)動柱塞的往復(fù)運動；（三）流量調(diào)節(jié)調(diào)整偏心度柱塞沖程變化流量調(diào)節(jié)；（四）應(yīng)用場合輸送量或配比要求非常精確；六、

隔膜泵（一）外觀（二）工作原理往復(fù)泵的一種；（三）流量調(diào)節(jié)調(diào)整活柱往復(fù)頻率或旁路調(diào)節(jié)；（四）應(yīng)用場合腐蝕性的液體、固體懸浮液；七、螺桿泵（一）外觀（二）工作原理旋轉(zhuǎn)泵的一種；1.單螺桿2.三螺桿（三）流量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或旁路；（四）應(yīng)用場合高壓頭、小流量；粘稠以至膏狀物；適于輸送固體懸浮液；P96習(xí)題10第三節(jié)氣體輸送機械概述（一）氣體輸送機械在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用①氣體輸送壓力不高，但量大，動力消耗大；②產(chǎn)生高壓氣體、下游設(shè)備壓力高；③生產(chǎn)真空、上游設(shè)備負壓操作；（二）氣體輸送機械的一般特點①動力消耗大；②設(shè)備體積龐大；③特殊性：氣體的可壓縮性；

（三）氣體輸送機械的分類1.工作原理：離心式、旋轉(zhuǎn)式、往復(fù)式、噴射式等；2.出口壓力（終壓）和壓縮比①通風(fēng)機：終壓15kPa，壓縮比1至1.15；②鼓風(fēng)機：終壓15~300kPa，壓縮比小于4；③壓縮機：終壓300kPa以上，壓縮比大于4；④真空泵：造成負壓、終壓p0101.33kPa

，壓縮比由真空度決定；一、離心式通風(fēng)機（一）離心式通風(fēng)機的結(jié)構(gòu)特點①葉輪直徑較大——適應(yīng)大風(fēng)量；②葉片數(shù)較多；③葉片有平直、前彎、后彎；不求高效率時——前彎；④機殼內(nèi)逐漸擴大的通道及出口截面常為矩形；

（二）性能參數(shù)和特性曲線1.風(fēng)量：按入口狀態(tài)計的單位時間內(nèi)的排氣體積；

m3/s，m3/h

2.全風(fēng)壓：單位體積氣體通過風(fēng)機時獲得的能量；

J/m3，Pa

風(fēng)機進、出口之間寫B(tài).E.忽略忽略能量損失；說明①氣體獲能=進出口靜壓差(靜風(fēng)壓)+動能差(動風(fēng)壓)②出口速度很高，且壓縮比小，動風(fēng)壓占比例很高；3.軸功率和效率性能表上參數(shù)(1atm、20℃)pt0,pst0~QN~QQpT~QpS~Qp4.特性曲線用1atm、20℃空氣測定

pt0~Q、pst0~Q、N~Q，

~Q；（三）離心式通風(fēng)機的選型1.根據(jù)氣體種類和風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機的類型；

2.確定Q0和pt0生產(chǎn)任務(wù)Q3.根據(jù)Q0和pt0查找合適型號例題2用離心通風(fēng)機將空氣送至表壓為490.5Pa的鍋爐燃燒室，通風(fēng)機的特性曲線如圖所示。已知在夏季（氣溫為20C，大氣壓為101.3kPa