化工原理(天大)11

上次作业中的问题上次作业中的问题：：1.1.研究对象研究对象的边界的边界不清晰不清晰11以以2020题为例，对应题为例，对应11--11截面截面，可选取管出口，可选取管出口内侧内侧和和外侧，外侧，但应注意但应注意：内侧时，：内侧时，作业：本章习题，作业：本章习题，1111，，121222外侧，外侧，但应注意但应注意：内侧时，：内侧时，不用考虑此处管出口损失，不用考虑此处管出口损失，但流速为管内流速；外侧时，但流速为管内流速；外侧时，有损失，但速度为零。此时有损失，但速度为零。此时压强可认为内、外侧一样。压强可认为内、外侧一样。2.2.阻力损失项未找完全，主要是进出口损失项。阻力损失项未找完全，主要是进出口损失项。3.13.1--2323主要是试差，然后计算验证主要是试差，然后计算验证4.14.1--2626为分支管路为分支管路依据依据分支管路的能量关分支管路的能量关22ffluhHgd22可任意设可任意设dd或或，，迭代两次均可收敛。迭代两次均可收敛。依据依据分支管路的能量关分支管路的能量关系，有：系，有：O6m2m14mABEEOO==EEAA+h+hf,Of,O--AA==EEBB++fff,Of,O--BBEEOO、、EEAA、、EEBB可求。可求。332211001122本题仍为本题仍为分分支管路支管路，依据分，依据分支管路的能量关支管路的能量关系，有：系，有：主管旁路o5m5.15.1--2727系，有：系，有：基于主管基于主管：：EEoo=E=E22+∑h+∑hf,of,o--22基于旁路：基于旁路：EEoo=E=E11+∑h+∑hf,of,o--11基于总管列柏努利方程，有基于总管列柏努利方程，有：：EE11+We=+We=EEoo注意计算轴功率时，流量是总管流量注意计算轴功率时，流量是总管流量!!6.6.11--282811mABCD11'22'本题本题主要问题是第二主要问题是第二问，仍是分支问，仍是分支管路：管路：EEBB=E=ECC++hhf,BCf,BC=E=EDD++hhf,BDf,BD对于本题，若对于本题，若22--2'2'取在管外侧，则有取在管外侧，则有EECC=E=EDD对于本题，若对于本题，若22--2'2'取在管外侧，则有取在管外侧，则有EECC=E=EDD可得：可得：hhf,BCf,BC==hhf,BDf,BD，本式包含三个量，，本式包含三个量，UUBCBC，，UUBDBD，，λλ又，又，VVS,ABS,AB=V=VS,BCS,BC+V+VS,BDS,BD，本式亦有三个量，本式亦有三个量UUBCBC，，UUBDBD，，UUABAB由由11--1'1'，，22--2'2'的柏努利方程（可以的柏努利方程（可以ABCABC，亦可以，亦可以ABDABD））可得可得UUABAB和和UUBCBC或或UUABAB和和UUBDBD的关系。的关系。又因为又因为λ=f(λ=f(UUBDBD))四个方程，四个未知量，可解，其中支管四个方程，四个未知量，可解，其中支管BDBD的的λλ未知未知，要用，要用试差法试差法。。有同学有同学用用(1)(1)的的UUABAB，请问对不对？，请问对不对？有同学用经验解析式求有同学用经验解析式求，也要通过计算，也要通过计算ReRe与与/d/d后查图以进一步确认。后查图以进一步确认。有同学有同学用用(1)(1)的的UUABAB，请问对不对？，请问对不对？7.7.11--2929孔板流量的计算孔板流量的计算由由AA00/A/A11并假定并假定ReReReRecc，查出，查出CoCo，计算出，计算出ReRe，再校核，再校核试问：①试问：①甲苯的物性参数如何求？甲苯的物性参数如何求？②②AA00/A/A11=0.5=0.5是怎么回事？是怎么回事？CC00AA00/A/A11lglgReRe2.2.1.1.22其它类型泵其它类型泵一、一、往复泵往复泵二、旋转泵二、旋转泵((转子泵转子泵))六、六、离心泵的工作点与调节离心泵的工作点与调节七、七、离心泵的类型与选择离心泵的类型与选择2.22.2气体气体输送和输送和压缩机械压缩机械二、旋转泵二、旋转泵((转子泵转子泵))三、旋涡泵三、旋涡泵2.2.12.2.1离心通风机、鼓风机与压缩机离心通风机、鼓风机与压缩机除了除了为克服阻力提高气体的压强外，还可以为为克服阻力提高气体的压强外，还可以为某些过程某些过程((反应过程、单元操作反应过程、单元操作))提供所需的高压或提供所需的高压或2.22.2气体气体输送和输送和压缩机械压缩机械气体输送及压缩机械的气体输送及压缩机械的工作原理与同类型的液工作原理与同类型的液体体输送机械相似输送机械相似。。某些过程某些过程((反应过程、单元操作反应过程、单元操作))提供所需的高压或提供所需的高压或真空条件。真空条件。设备可按设备可按①①出口气体的压强出口气体的压强——终压终压②②压缩比压缩比——出口压强出口压强//入口压强入口压强分类：分类：类型类型终压终压压缩比压缩比通风机通风机＜＜14.714.7101033Pa(Pa(表表))鼓风机鼓风机14.714.7101033～～294294101033Pa(Pa(表表))＜＜44压缩机压缩机＞＞294294101033Pa(Pa(表表))＞＞44真空泵真空泵大气压（大气压（入口侧为负压）入口侧为负压）真空泵真空泵大气压（大气压（入口侧为负压）入口侧为负压）通风机通风机单级单级只供输送气体只供输送气体2.2.12.2.1离心通风机、鼓风机与压缩机离心通风机、鼓风机与压缩机它们的工作原理与离心泵的类似。它们的工作原理与离心泵的类似。鼓风机鼓风机压缩机压缩机多级多级对气体有压缩作用对气体有压缩作用。。11、离心通风机、离心通风机压缩机压缩机1)1)结构结构压压强强,,kkPPaa((表表))叶叶片片形形状状及及数数量量蜗蜗形形泵泵壳壳通通道道低低压压＜＜00..99880077直直、、短短、、多多方方形形中中压压00..99880077～～22..994422弯弯曲曲、、多多高高压压22..994422～～1144..77圆圆形形22））性能参数与特性曲线性能参数与特性曲线离离心心泵泵QQ、、HH、、、、NN离离心心通通风风机机风风量量QQ、、风风压压HHTT、、、、NN由于由于输送对象有压缩性、密度小的特点，所以性输送对象有压缩性、密度小的特点，所以性能参数与离心泵的能参数与离心泵的有区别有区别：：QQ①①风量风量QQ单位时间从单位时间从排气口排气口排出的气体体积，以排出的气体体积，以气体在气体在风机进口处风机进口处的状态为准，的状态为准，mm33/h/h。。②②风压风压HHTT单位体积单位体积气体经过通风机获得的能量，气体经过通风机获得的能量，J/mJ/m33=Pa=Pa，习惯上用，习惯上用mmHmmH22OO。。HHTT取决于风机的结构、叶轮尺寸、转速和进入风取决于风机的结构、叶轮尺寸、转速和进入风机的气体密度机的气体密度((即与气体的种类，即与气体的种类，TT、、PP等状态有关等状态有关))。。测测风机进、出口气体的流速与压强，并以进口为风机进、出口气体的流速与压强，并以进口为11--11，出口为，出口为22--22，，11--22间柏式：间柏式：21,212212122)()(feThuuppgZZWHHHTT由实验测定：由实验测定：2∵∵ZZ及及均小均小∴∴可略可略∵∵进进、、出口间管出口间管段短段短∴∴可略可略若风机进口通大气，若风机进口通大气，11--11在进口外侧，在进口外侧，uu11=0=02)(2212uppHT静风压静风压，，HHSS动风压动风压全风压全风压(2(2--37)37)通风机通风机性能表上给出的“全”风压是以性能表上给出的“全”风压是以2020℃℃，，1.0131.013101033PaPa下的空气为工质，其下的空气为工质，其=1.2kg/m=1.2kg/m33。工质。工质改变时，作如下修正改变时，作如下修正：：(2(2--38)38)'2.1'''TTTHHH若若通风机进口与旋风分离器的净气出口相连，出通风机进口与旋风分离器的净气出口相连，出口通大气；或通风机放在锅炉和烟囱之间，用于抽出口通大气；或通风机放在锅炉和烟囱之间，用于抽出净气或锅炉中烟气。此时称为“引风机”。净气或锅炉中烟气。此时称为“引风机”。''22)(2112112upuppHT③③轴功率轴功率NN及效率及效率][1000kwQHNT相同气体状态下的值相同气体状态下的值∵∵对应全风压，对应全风压，∴∴称为“全压效率”。称为“全压效率”。通风机通风机的特性曲线如图，当风量较大时，再增加的特性曲线如图，当风量较大时，再增加HT~QHS~Q~QN~QQ风量静风压显著下降。风量静风压显著下降。33））通风机的选择通风机的选择①①依依柏式求实际输送系统所需的柏式求实际输送系统所需的HHTT，并换算成实验条件下的，并换算成实验条件下的HHTT；；②②据据输送气体的性质输送气体的性质((清洁、易燃、易爆、含尘等清洁、易燃、易爆、含尘等))与与风压范围，确定风机类型；风压范围，确定风机类型；22、离心鼓风机与压缩机、离心鼓风机与压缩机(1)(1)离心鼓风机又称透平鼓风机，类似于多级泵。离心鼓风机又称透平鼓风机，类似于多级泵。22、离心鼓风机与压缩机、离心鼓风机与压缩机(2)(2)离心压缩机又称透平压缩机。离心压缩机又称透平压缩机。2.2.22.2.2旋转鼓风机、旋转鼓风机、压缩机压缩机1)1)罗兹罗兹鼓风机鼓风机罗兹罗兹风机是旋转鼓风机在化工风机是旋转鼓风机在化工生生产产中应用最广的一种型式。其中应用最广的一种型式。其工作工作原理原理是是两个转子以相反方向旋转，由于其两个转子以相反方向旋转，由于其腰腰形形((或三角形或三角形))转子与转子与泵泵壳以及转子相互壳以及转子相互之之间间的间隙很小，被的间隙很小，被转转子子拨入转子与壳体拨入转子与壳体间间的的气体只能随着气体只能随着转子转子的的转动而被拨向排出口转动而被拨向排出口。。罗兹见机的罗兹见机的特点特点是送风量与转速成正比是送风量与转速成正比——““正位正位移式”，该量基本为常数，不受出口压强影响。风量移式”，该量基本为常数，不受出口压强影响。风量范围在范围在22～～500m500m33/min/min，出口表压强＜，出口表压强＜8080101033PaPa，，4040101033PaPa效率最高。效率最高。优点：优点：结构简单结构简单，无活塞装置，排气连续且均匀。，无活塞装置，排气连续且均匀。优点：优点：结构简单结构简单，无活塞装置，排气连续且均匀。，无活塞装置，排气连续且均匀。缺点：制造、安装不易。缺点：制造、安装不易。与与其它正位移式泵或风机一样，罗兹鼓风机也要其它正位移式泵或风机一样，罗兹鼓风机也要采用旁路调节流量。风机出口应安装“气体稳压罐”，采用旁路调节流量。风机出口应安装“气体稳压罐”，配以安全阀；操作温度＜配以安全阀；操作温度＜8080℃℃，避免材料膨胀，转子，避免材料膨胀，转子咬死。咬死。2)2)液液环压缩机环压缩机液环压缩机有一椭圆形泵壳，充有液环压缩机有一椭圆形泵壳，充有一定量液体一定量液体((要求与被送气体不起作要求与被送气体不起作用用))。叶轮旋转时液体成椭圆形液环，。叶轮旋转时液体成椭圆形液环，液环与叶轮根部间在椭圆长轴方向构液环与叶轮根部间在椭圆长轴方向构液环与叶轮根部间在椭圆长轴方向构液环与叶轮根部间在椭圆长轴方向构成两个月牙形。以叶轮根部某点为对成两个月牙形。以叶轮根部某点为对象观察：叶轮旋转一圈，叶轮根部的空气室两次扩大，象观察：叶轮旋转一圈，叶轮根部的空气室两次扩大，两次缩小，分别形成负压两次缩小，分别形成负压——吸入气体、正压吸入气体、正压——排出气排出气体。产