化工原理课件第三版

旋转中心的距离
在叶片进口及出口处的动量距分别为：
M1 qvc1l1 M 2 qvc2l2
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M M 2 M1 qv (c2l2 c1l1)
l1 r1 cos1 l2 r2 cos2
得：M qv (c2r2 cos 2 c1r1 cos1)
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分类
流体输送机械
输送液体—泵 离心泵 往复泵 旋涡泵 螺杆泵
输送气体 通风机 鼓风机 压缩机 真空泵
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学习本章的基本要求
了解流体输送机械的工作原理、结构和特性。 能根据生产任务的要求和管路特性选择合适的输送机 械，并能正确安装使用。
学习内容
1、液体输送机械 掌握离心泵的基本结构、工作原理、主要特性参数、 特性曲线及其应用、流量调节、串并联特性、泵的 安装、操作注意事项及选型等。 掌握往复泵的基本特性。了解其它类型泵的基本结 构和特性及应用场合。
2．气体输送机械
掌握离心通风机的工作原理，特性参数及选用；了
解鼓风机的基本结构和特性及应用场合。
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第二节 离心泵
2-2-1离心泵的工作原理和主要部件 一、工作原理
中间水面下降—压强降低 四周水面上升—压强升高 离心泵主要由旋转的叶轮和固定的泵壳组成，叶轮一般 有4-8片向后弯曲的叶片组成，泵壳成蜗壳形 。依靠高速 旋转的叶轮在离心力的作用下，将能量传递给液体，主要 是增加液体的静压能。
第二章 流体输送机械
第一节 概述 流体在流动过程中将损失部分机械能，且
只能由高能位向低能位处流动。 在实用中，需要将流体由低能位向高能位
输送，如将流体由低处送至高处，由低压 设备送至高压设备，或者克服管道阻力由 一个车间送至另一车间等等。 用于向流体提供能量并完成输送任务的机 械称为流体输送机械。

此供水系统实际简化了.学完流体流动这一章，就能系统解 决上述三个问题。
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三、流体的研究方法
在研究流体流动时，常将流体视为由无数流体微 团组成的连续介质。
流体微团或流体质点：它的大小与容器或管道相
比是微不足道的，但是比起分子自由程长度却要大得 多，它包含足够多的分子，能够用统计平均的方法来 求出宏观的参数（如压力、温度），从而使我们可以 观察这些参数的变化情况。
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四、流体静力学基本方程式应用
（一）、压力测量
1 U型管液柱压差计 （U-tube manometer） 指示液密度ρ0，被测流体 密度为ρ，图中a、b两点的 压力是相等的，因为这两点 都在同一种静止液体（指示 液）的同一水平面上。通过 这个关系，便可求出p1－p2 的值。
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根据流体静力学基本方程式则有： U型管右侧
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由上式可知：

当液面上方的压力一定时，在静止液体内任一点压力的大小， 与液体本身的密度和该点距液面的深度有关。因此，在静止的、 连续的同一液体内（适用条件），处于同一水平面上的各点的 压力都相等。此压力相等的水平面，称为等压面。

当液面的上方压力p0有变化时，必将引起液体内部各点压力 发生同样大小的变化。 p2＝p0＋ρ gh可改写为
• 流体静力学基本方程式 • 流体静力学基本方程式的应用
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几个基本概念
一、 密度与比体积（比容） 1.定义：单位体积流体所具有的质量。 ρ= m / V [ kg ·m-3] 2、影响因素：温度和压力 3、气体与液体密度的计算
4、比容：单位质量的流体所具有的体积
V 1 m [m 3 / kg]
p p0 g
h
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由上式可知，压力或压力差的大小可用液柱高度表示。

2 p p u pK=pV时 H 0 V k H f 01 H f 1 K g max g g 2g p0 pV H g max H f 01 ( NPSH )C g g
规定必需汽蚀余量 (NPSH)r=(NPSH)c+Δ, 进泵样本，与流量有关 2 p u 实际汽蚀余量 NPSH 1 1 pV g 2 g g 须比(NPSH)r大0.5m以上， 最大允许安装高度[Hg]为
②管路特性曲线下移，
p ↓，图解思维 因 g
qV↑，H↓，η不定
例2 图示管路输送液体, 泵转速n=2900r/min时， 泵特性曲线为 He=40-0.1qV2 (He单位为m,qV单位为m3/h) 流量为10m3/h, 现欲采用 降低转速的办法使流量 减少30% (流动处于阻力 平方区) 。 求：转速n’应降至多少？
例如： H单=20-2qV2 2 H并=20-0.5qV
工作点 q V ’≠ 2 q V
如图：
串联 可见串联后压头并不是原来的两倍； 同样并联后流量也不是原来的两倍； 并且串并联的数量越多，增幅越小。
并联
(3)组合方式的选择
P H 单 max 时， 当 g
必须串联
本次讲课习题：
第二章 1, 2, 3，4，5
2.2.4.2 汽蚀余量NPSH
2 p1 u12 pk uk 由1至K：g 2 g g 2 g H f 1 K
pK=pV, 发生汽蚀, 这时p1最小, 定义临界汽蚀余量(NPSH)c
2 p1min u12 pV uk ( NPSH )C H f 1 K g 2 g g 2 g 2 p p u 由0至K： 0 H g H f 01 H k k f 1 K g g 2 g

E小的，溶解度大，易溶气体
3）E的来源：实验测得；查手册
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（二）亨利定律其它形式
1）pA*
cA H
H——溶解度系数， kmol/（m3·kPa）
cA——摩尔浓度，kmol/m3；
H与E的关系：
p
* A
cA H
c c
c H
x
E c H
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c
S
M L M S (1 x) M A x M S
（一）亨利定律
总压不高时，在一定温度下，稀溶液上方 气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔 分数成正比，其比例系数为亨利系数。
pA* Ex
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p
* A
——溶质在气相中的平衡分压，kPa；
x——溶质在液相中的摩尔分数；
E——亨利常数，单位同压强单位。
讨论： 1）E的影响因素：溶质、溶剂、T
物系一定，T E 2）E大的，溶解度小，难溶气体
D'c kL zLcBm
液相传质速率方程有以下几种形式：
N A kL (cAi cAL ) NA kx (xi x)
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kL——以液相组成摩尔浓度表示推动力的液膜 传质系数，kmol/（m2·s·kmol/m3）；
k x——以液相组成摩尔分率表示推动力的液膜 传质系数，kmol/（m2·s）；
（1）分离混合气体以获得一定的组分。
（2）除去有害组分以净化或精制气体。 （3）制备某种气体的溶液。 （4）工业废气的治理。 吸收的依据 混合物各组分在某种溶剂中溶解度的差异。
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二、吸收过程与设备
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脱苯煤气 含苯煤气
冷却器 加热器
洗油 吸收与解吸流程
苯 水 过热蒸汽
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