【正文】 4．事故處理見(jiàn)表 11112。 ⑤檢查電機(jī)。葉輪有損壞及腐蝕情況的應(yīng)分析原因并進(jìn)行及時(shí)處理。⑥檢查泵軸的潤(rùn)滑油是否充滿(mǎn)完好。 ②檢查泵的出口壓力或流量指示是否穩(wěn)定。 ②按電動(dòng)機(jī)按鈕，停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2）開(kāi)車(chē)程序 ①開(kāi)泵前應(yīng)先打開(kāi)泵的入口閥及密封液閥，檢查泵體內(nèi)是否已充滿(mǎn)液體。 ②詳細(xì)了解被輸送物料的工況：輸送溫度、壓力、流量、輸送高度、吸入高度、負(fù)荷變0246810121416681012141618202 Q, L/sH, m ????01020304050例 19 附圖40 / 58動(dòng)范圍等。因此該泵是在高效區(qū)工作的。摩擦系數(shù)可取為 。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, 液體的升揚(yáng)高度為 7m。但隨著的 現(xiàn)代工業(yè)技術(shù) 的發(fā)展， 無(wú)級(jí)變速設(shè)備在工業(yè)中的應(yīng)用克服了上述缺點(diǎn)。生產(chǎn)中主要采取改變泵出口閥門(mén)的開(kāi)度的調(diào)節(jié)方法。因此，泵的工作點(diǎn)對(duì)應(yīng)的泵壓頭既是泵提供的，也是管路需要的；③指定泵安裝在特定管路中，只能有一個(gè)穩(wěn)定的工作點(diǎn) M。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(wú)關(guān)。將通過(guò)某一特定管路f?的流量與其所需外加壓頭之間的關(guān)系，稱(chēng)為管路的特性。至于這一點(diǎn)的具體位置，應(yīng)視泵前后的管路情況而定。 【例 18】 型號(hào)為 IS6540200 的離心泵，轉(zhuǎn)速為 2900r/min，流量為 25m3／h，揚(yáng)程為50m， （NPSH）r 為 ，此泵用來(lái)將敞口水池中 50℃的水送出。允許氣蝕余量是指離心泵在保證不發(fā)生氣蝕的前提下，泵吸入口處動(dòng)壓頭與靜壓頭之和比被輸送液體的飽和蒸汽壓頭高出的最小值，用 表示，即h? （124）gpuhv?????21將上式代入（123）得 （125）????10,0fvgHhpH?式中 ——允許氣蝕余量，m ，由泵的性能表查得；h?35 / 58——操作溫度下液體的飽和蒸汽壓，Pa。是指泵的吸入口 11’與吸入貯槽液面 00’間可允許達(dá)到的最大垂直距離，以符號(hào) Hg 表示，如圖 129。（2）氣蝕的危害0101圖 129 離心泵的允許安裝高度～Hg34 / 58氣蝕現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)產(chǎn)生噪音和引起振動(dòng)，流量、揚(yáng)程及效率均會(huì)迅速下降，嚴(yán)重時(shí)不能吸液。吸入管路越高，吸上高度越大，則吸入口處的壓力將越小。若有幾種型號(hào)的泵同時(shí)滿(mǎn)足管路的具體要求，則應(yīng)選效率較高的，同時(shí)也要考慮泵的價(jià)格。3．確定離心泵的型號(hào)根據(jù)管路要求的流量 Q 和揚(yáng)程 H 來(lái)選定合適的離心泵型號(hào)?；顒?dòng)建議 通過(guò)實(shí)際操作，組織學(xué)生討論離心泵特性的影響因素。泵在與最高效率相對(duì)應(yīng)的流量及揚(yáng)程下工作最為經(jīng)濟(jì)，所以與最高效率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 Q、H、N 值成為最佳工況參數(shù)。故離心泵啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥門(mén)，使電機(jī)的啟動(dòng)電流減少，以保護(hù)電機(jī)。（1）H Q 曲線 表示泵的揚(yáng)程與流量的關(guān)系。因電動(dòng)機(jī)本身消耗部分功率，其效率為93%，于是電動(dòng)機(jī)輸出功率為電動(dòng)機(jī)消耗功率 電動(dòng)機(jī)效率= =，??泵的軸功率為 P=(3)泵的效率 74.%%10P ???????gQHe??圖 127 離心泵特性曲線的測(cè)定裝置1壓力表；2 真空表；3 流量計(jì)；4 泵 5貯槽32 / 582．離心泵的特性曲線理論及實(shí)驗(yàn)均表明，離心泵的揚(yáng)程、功率及效率等主要性能均與流量有關(guān)。泵的吸入管與排出管具有相同的直徑，兩測(cè)壓口間垂直距離為 。在指定的轉(zhuǎn)速下，壓頭與流量之間具有一確定的關(guān)系。見(jiàn)表 19。為防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生，離心 泵啟動(dòng)前要用液體將泵殼內(nèi)空 間灌滿(mǎn)。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，由于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。由壓出管排出。其缺點(diǎn)是效率不高。有些泵殼內(nèi)襯以耐磨的鑄鋼護(hù)板。泵體和泵蓋都是用鑄鐵制成。2．離心泵的類(lèi)型29 / 58離心泵種類(lèi)繁多，相應(yīng)的分類(lèi)方法也多種多樣，例如，按液體的性質(zhì)可分為水泵、耐腐蝕泵、油泵、雜質(zhì)泵、屏蔽泵、液下泵和低溫泵等。（3）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)。泵殼不僅匯集由葉輪甩出的液體，同時(shí)又是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置。如圖 124 所示。這容易引起葉輪與泵殼接觸處的磨損，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。 圖 123 離心泵的葉輪 圖 124 離心泵的吸液方式開(kāi)式葉輪在葉片兩側(cè)無(wú)蓋板，制造簡(jiǎn)單、清洗方便，適用于輸送含有較大量懸浮物的物料，效率較低，輸送的液體壓力不高；半閉式葉輪在吸入口一側(cè)無(wú)蓋板，而在另一側(cè)有蓋板，適用于輸送易沉淀或含有顆粒的物料，效率也較低；閉式葉輪在葉輪在葉片兩側(cè)有前后蓋板，效率高，適用于輸送不含雜質(zhì)的清潔液體。圖中(a)為其基本結(jié)構(gòu)，(b)為其在管路中的示意圖。按照工作原理不同又可分為離心式、往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式和流體作用式?！裼?xùn)練步驟（要領(lǐng)）(1)對(duì)實(shí)際裝置的管路尺寸進(jìn)行測(cè)繪并畫(huà)出安裝配管圖。（3）閥門(mén)安裝閥門(mén)安裝時(shí)應(yīng)把閥門(mén)清理干凈，關(guān)閉好再進(jìn)行安裝，單向閥、截止閥及調(diào)節(jié)閥安裝時(shí)應(yīng)注意介質(zhì)流向，閥的手輪便于操作。緊固法蘭時(shí)要做到：未加墊片前，將法蘭密封面清理干凈，其表面不得有溝紋；墊片的位置要放正，不能加入雙層墊片；在緊螺栓時(shí)要按對(duì)稱(chēng)位置的秩序擰緊，緊好之后螺栓兩頭應(yīng)露出 2～4 扣；管道安裝時(shí)，每對(duì)法蘭的平行度、同心度應(yīng)符合要求。在組合過(guò)程中，必須經(jīng)常檢查管路中心線的偏差，盡量避免因偏離過(guò)大而造成最后合攏的接口處錯(cuò)口太大的毛病。3．管路的組裝方式大致可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是可拆式，即用法蘭、絲扣、填料等方法連接；另一類(lèi)是不可拆式，主要是采用焊接方法連接。在布置管路時(shí)，應(yīng)參閱有關(guān)資料，依據(jù)上述原則制訂方案，確保管路的布置科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理、安全。4. 管子、管件與閥門(mén)應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以便于安裝與維修。1. 在工藝條件允許的前提下，應(yīng)使管路盡可能短，管件和閥門(mén)應(yīng)盡可能少，以減少投資，使流體阻力減到最低。解： m3/???mvq因料液的性質(zhì)與水相近，參考表 17，選取 u = 。某些流體在管路中的常用流速范圍列于表 17 中。流量一般為生產(chǎn)任務(wù)所決定，所以關(guān)鍵在于選擇合適的流速。 J/).(05..)23(0285. ???????udlehf?從以上計(jì)算可以看出，用兩種局部阻力計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果差別不大，在工程計(jì)算中是允許的。⑴用阻力系數(shù)法計(jì)算查表得：90176。試計(jì)算流體流經(jīng)該管路的總阻力損失。總阻力的表示方法除了以能量形式表示外，還可以用壓頭損失 Hf（1N 流體的流動(dòng)阻力，m）及壓力降 Δ pf（1m 3 流體流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)阻力， m）表示。（四）總阻力管路系統(tǒng)的總阻力等于通過(guò)所有直管的阻力和所有局部阻力之和。le——當(dāng)量長(zhǎng)度，m， 當(dāng)局部流通截面發(fā)生變化時(shí)，u 應(yīng)該采用較小截面處的流體流速。流體在管路的進(jìn)口、出口、彎頭、閥門(mén)、突然擴(kuò)大、突然縮小或流量計(jì)等局部流過(guò)時(shí)，必然發(fā)生流體的流速和流動(dòng)方向的突然變化，流動(dòng)受到干擾、沖擊，產(chǎn)生旋渦并加劇湍動(dòng)，使流動(dòng)阻力顯著增加，如圖 120。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，阻力損失與 u2 成正?比，故又稱(chēng)為阻力平方區(qū)。c 湍流區(qū) 當(dāng) Re4000 且在圖中虛線以下區(qū)域時(shí)， =f（ Re， ε /d） 。這樣就可以方便地根據(jù) Re 與 ε /d 值從圖中查得各種情況下的 λ 值。3．摩擦系數(shù)17 / 58（1）層流時(shí)摩擦系數(shù) 流體作層流流動(dòng)時(shí)，管壁上凹凸不平的地方都被有規(guī)則的流體層所覆蓋， 與 ε /d 無(wú)關(guān)，摩擦系數(shù) 只是雷諾準(zhǔn)數(shù)的函數(shù)?? （114）Re64?將 代入范寧公式，則Re64? （115）23dulhf??上式為哈根伯稷葉方程，是流體在圓直管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)的阻力計(jì)算式。①絕對(duì)粗糙度 絕對(duì)粗糙度是指管壁突出部分的平均高度，以 ε 表示，如圖 118 所示。 的值與反映流體湍動(dòng)程度的?Re 及管內(nèi)壁粗糙程度的 ε 大小有關(guān)。s =10P=1000cP流體的粘性還可用粘度 與密度 的比值來(lái)表示，稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)粘度，以 表示??? （112）???運(yùn)動(dòng)粘度的法定計(jì)量單位為 m2/s；在物理單位制中，運(yùn)動(dòng)粘度的單位為 cm2/s，稱(chēng)為沲（St） 。某些常用流體的粘度，可以從有關(guān)手冊(cè)和本書(shū)附錄中查得。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，值越大。實(shí)驗(yàn)證明，F(xiàn) 與上下兩板間沿 y 方向的速度變化率 Δu/Δy 成正比，與接觸面積 A 成正比。粘性是流體的固有屬性，流體無(wú)論是靜止還是流動(dòng)，都具有粘性。（一）流體的粘度多觀察 （1）氣體和液體的流動(dòng)性哪個(gè)更好？同溫度下水和油的流動(dòng)性那個(gè)好？（2）觀察河水的流動(dòng)，為 什么河中心處水的流速比河岸 處水的流速大？1．粘性流體流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)間存在相互吸引力，流通截面上各點(diǎn)的流速并不相等，即其內(nèi)部存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)某質(zhì)點(diǎn)以一定的速度向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，與之相鄰的質(zhì)點(diǎn)則會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一個(gè)約束力阻礙其運(yùn)動(dòng)，將這種流體質(zhì)點(diǎn)間的相互約束力稱(chēng)為內(nèi)摩擦力。四、流體在管內(nèi)的流動(dòng)阻力流體在管路中流動(dòng)時(shí)的阻力分為直管阻力和局部阻力兩種。層流內(nèi)層的存在，對(duì)傳熱與傳質(zhì)過(guò)程都有很大的影響。 【例 13】 在 20℃條件下，油的密度為 830kg/m3，粘度為 3cp，在圓形直管內(nèi)流動(dòng)，其流量為 10m3/h，管子規(guī)格為 φ 89，試判斷其流動(dòng)型態(tài)。計(jì)算時(shí)只要采用同一單位制下的單位，計(jì)算結(jié)果都相同。 圖 113 雷諾實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 圖 114 雷諾實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較 圖 115 層流時(shí)圓管內(nèi)的速度分布 圖 116 湍流時(shí)圓管內(nèi)的速度分布（二）流體流動(dòng)型態(tài)的判定1．雷諾準(zhǔn)數(shù) 為了確定流體的流動(dòng)型態(tài)，雷諾通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)介質(zhì)、管材及管徑、流速等實(shí)驗(yàn)條件，做13 / 58了大量的實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了歸納總結(jié)?？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)，隨外界條件而定，受流體流動(dòng)干擾的控制。如圖 115 所示。三、流體的流動(dòng)型態(tài)在化工生產(chǎn)中，流體輸送、傳熱、傳質(zhì)過(guò)程及操作等都與流體的流動(dòng)狀態(tài)有密切關(guān)系，因此有必要了解流體的流動(dòng)型態(tài)及在圓管內(nèi)的速度分布。139。試求泵所需的有效功率為多少 kW？解 取水池液面為截面 1 ，噴頭入口處為截面39?！纠?12】 如附圖所示，有一用水吸收混合氣中氨的常壓逆流吸收塔，水由水池用離心泵送至塔頂經(jīng)噴頭噴出。上式為以單位重量流體為計(jì)算基準(zhǔn)的柏努利方程，式中各項(xiàng)均表示單位重量流體所具有的能量，單位為 J/N（m） 。139。它反映了流體流動(dòng)過(guò)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。39。2量，以及流體在系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)因克服阻力而損失的能量。2穩(wěn)定流動(dòng)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。單位質(zhì)量流體流動(dòng)時(shí)為克服阻力而損失的能量，用 Σh f 表示，其單位為 J/kg。3．系統(tǒng)與外界交換的能量實(shí)際生產(chǎn)中的流動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)與外界交換的能量主要有功和損失能量。絕對(duì)壓力、表壓力與真空度之間的關(guān)系可用圖 111 表示。質(zhì)量為 m（kg）的流8 / 58體的靜壓能為 pV（J） ，單位質(zhì)量流體的靜壓能為 （J/kg）?p2．壓力的表示方法以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力稱(chēng)為絕對(duì)壓力。 m（kg）流體，當(dāng)其流速為u（m/s）時(shí)具有的動(dòng)能為 （J） ，單位質(zhì)量流體的動(dòng)能為 (J/kg)。1．流體所具有的能量——機(jī)械能(1)位能 位能是流體處于重力場(chǎng)中而具有的能量。解 ⑴小管直徑 d1 = 57 －23 = 51mm，u 1 = 大管直徑 d2 = 89－2 = 82mm m/)825(.)(2121 ???uA⑵ m3/s51.)..42211dqv?qm =qv = 1000 = ?二、柏努利方程在化工生產(chǎn)中，解決流體輸送問(wèn)題的基本依據(jù)是柏努力方程，因此柏努力方程及其應(yīng)用極為重要。式（11）至式（15）稱(chēng)為流體在管道中作穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性方程。?故qm = u1A1 1= u2A2 2 （12）?若將上式推廣到管路上任何一個(gè)截面，即qm = uA = 常數(shù) （13）上述方程式表示在穩(wěn)定流動(dòng)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則隨管道截面積和流體密度的不同而變化。2進(jìn)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。1流出。連續(xù)操作的開(kāi)車(chē)、停車(chē)過(guò)程及間歇操作過(guò)程屬于不穩(wěn)定流動(dòng)。第二節(jié) 流體流動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)一、連續(xù)性方程1．穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)流體在管路系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)各種參數(shù)的變化情況，可以將流體的流動(dòng)分為穩(wěn)定流動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)。安全閥是為了管道設(shè)備的安全保險(xiǎn)而設(shè)置的截?cái)嘌b置，它能根據(jù)工作壓力而自動(dòng)啟閉，從而將管道設(shè)備的壓力控制在某一數(shù)值以下，從而保證其安全。旋塞閥其主要部分為一可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓錐形旋塞，中間有孔，當(dāng)旋塞旋轉(zhuǎn)至 90186。如圖 16。不宜用于粘度大且含有易沉淀顆粒的介質(zhì)。這種閥門(mén)全開(kāi)時(shí)流體阻力小，全閉時(shí)較嚴(yán)密，如圖1