Галерея диаграмм связей Интеллект-карта точек знаний о потоке жидкости химического сырья
Интеллект-карта точек знаний о потоке жидкости химического сырья, включая давление, характеристики жидкости, поток в трубах для жидкости, измерение местного коэффициента сопротивления и т. д.
Отредактировано в 2023-11-05 20:46:48поток жидкости
давление
1. Три способа выразить давление
Манометрическое давление = абсолютное давление – атмосферное давление
Степень вакуума = атмосферное давление - абсолютное давление.
Абсолютное давление = манометрическое давление, атмосферное давление.
Когда абсолютное давление измеряемой жидкости > внешнего атмосферного давления, используемый прибор для измерения давления становится манометром.
2. Формула давления
Твердый: P=F/S (область напряжения)
Жидкость: P=ρgh
3. Проблема со столбиком жидкости
ρ(вода)=1000кг/м³
ρ(ртуть)=13600кг/м³
ρ(воздух)=1,29 кг/м³
ρ(спирт)=789кг/м³=0,789г/кубический сантиметр
4. Преобразование единиц измерения
Одно стандартное атмосферное давление = 1 атм = 101325Па (Паскаль) = 101,325КПа = 0,101325МПа = 10,33 м водного столба = 760 мм ртутного столба
Атмосферное давление проекта =1ат =98066,5Па =1000кгс/㎡=10м водного столба
5. Оборудование для измерения давления жидкости.
U-образный манометр дифференциального давления
Измеренная разница давлений не зависит от толщины U-образной трубки. p=ρgh
пружинный манометр
Свойства жидкости
1. Преемственность
2. Сжимаемость (β=-(dV/V)/dp) (β=(dp/ρ)/dp)
Чем больше значение β сжимаемой жидкости, тем легче ее сжимать. Уравнение неразрывности устойчивого течения u1A1/ρ1=u2A2/ρ2.
Несжимаемая жидкость dp/dp=0 (плотность жидкости не меняется при изменении давления)
3.Аморфный
поток жидкости в трубке
Ламинарный поток (застой) Re≤2000 uaverage=0,5umax Турбулентный поток Re≥4000 Когда относительная шероховатость постоянна, чем больше число Рейнольдса, тем меньше коэффициент трения. uaverage=0,8umax Коэффициент трения в полностью турбулентной зоне (квадратная зона сопротивления) связан только с относительной шероховатостью.
Существенная разница между турбулентным потоком и ламинарным потоком (турбулентный поток имеет радиальное течение, а ламинарный поток не имеет радиального потока)
Независимо от турбулентного ламинарного течения скорость потока максимальна в центре трубы, чем ближе к стенке трубы, тем скорость потока меньше, а скорость потока у стенки трубы равна нулю.
Устойчивый поток не меняется со временем. Зависит от местоположения.
трубопровод
120мм×20мм. Внешний диаметр × толщина стенки. Тогда радиус = (120-20*2)/2 эквивалентного диаметра = 4 × площадь поперечного сечения/периметр (обычно прямоугольник).
Что такое эквивалентная длина?
Длина прямой трубы, обеспечивающая местное сопротивление трению.
В круглой трубке: u1/u2=(d2/d1)^2
Последовательные и параллельные трубопроводы
Параллельное соединение (потери сопротивления любой ветви одинаковы)
Соотношение диаметров труб 1:2:3 Коэффициент объемного расхода 1:5,7:15,6
последовательное соединение
Учет механической энергии и уравнение Бернулли
1. Уравнение Бернулли. Суть заключается в сохранении механической энергии жидкости. То есть: кинетическая энергия, гравитационная потенциальная энергия, потенциальная энергия давления = константа, выраженная в Дж/кг: Z1g P1/ρ U1²/2=Z2g P2/ρ U2²/2 hf, выраженная в Дж/м³: ρZ1g P1 U1²/2ρ=ρZ2g P2 U2². /2ρ hfg Трубопровод Открытие клапана не влияет на общие потери сопротивления трубопровода.
Измерение расхода
Трубка Пито (распределение скорости потока по сечению трубы)
Трубка Питто
Диафрагменный расходомер (поперечное сечение, переменный перепад давления)
С увеличением скорости потока разница давлений увеличивается.
Ротаметр (постоянный перепад давления, переменное сечение)
Когда скорость потока увеличивается, а разница давлений остается неизменной, сначала используйте воду в качестве эталона для измерения диапазона. При фактическом измерении скорости потока спирта фактическое значение потока спирта превышает значение шкалы v2/v1 = root ( ρ1 (ρf-ρ2)/ρ2 (ρf-ρ1))
Расходомер Вентури
Измерение местного коэффициента сопротивления
1. Метод расчета: метод эквивалентной длины hf=λ (l/d) u^2, метод коэффициента сопротивления hf=u^2/2.
2. Коэффициент местного сопротивления выхода трубы ξ=1, коэффициент местного сопротивления входа трубы ξ=0,5.
3. В наклонной трубе зависимость между коэффициентом местного сопротивления ξ и показанием дифференциального манометра R: 2Rg(ρ0-ρ)/ρu^2
4. Как уменьшить потери сопротивления?
① Следите за тем, чтобы трубопровод был как можно более коротким и прямым. ② Старайтесь не устанавливать ненужные фитинги и клапаны. ③ Диаметр трубы должен быть достаточно большим.
Концептуальные вопросы
1. Распределение касательного напряжения жидкости в круглой трубе по сечению трубы связано только с геометрией границы раздела потоков.
2. Какова вязкость жидкости?
При движении жидкости сила внутреннего трения, возникающая между соседними слоями жидкости на контактной поверхности агрегата, равна 1.
Жидкость: при повышении температуры вязкость уменьшается. Твердое вещество: при повышении температуры вязкость увеличивается;
3. Что такое объемные насосы (объемные насосы)? (Опираясь на изменение объема для сжатия жидкости)
Поршневой насос, шестеренный насос, винтовой насос
4. Поршневые и центробежные насосы.
Поршневой насос: малый расход, транспортировка жидкости с высоким напором, не подходит для транспортировки агрессивных жидкостей и суспензий с твердыми частицами. Поршневые насосы обладают самовсасывающими свойствами. Центробежные насосы не обладают самовсасывающими возможностями. Оба должны быть заполнены жидкостью перед запуском (для запуска поршневого насоса не требуется заполнять воду)
5. Регулировка расхода поршневого насоса (qv=ASnr)
① Регулировка байпаса; ② Изменить ход поршня; ③ Изменить количество возвратно-поступательных движений поршня. Производительность поршневого насоса зависит только от геометрического размера самого насоса и к количеству возвратно-поступательных движений насоса это не имеет никакого отношения. с напорными и управленческими характеристиками насоса.
6. Регулировка расхода центробежного насоса.
①Отрегулируйте выпускной клапан. ②Измените скорость насоса. ③Поверните внешний диаметр рабочего колеса.
краткие ответы на вопросы
1. В чем заключается явление связывания воздуха?
Причина: перед запуском центробежного насоса, если насос не заполнен жидкостью, центробежный насос не обладает способностью самовсасывания: поскольку плотность воздуха меньше плотности жидкости, создаваемая центробежная сила очень мала, и вакуум, создаваемый всасывающим отверстием, не может всасывать жидкость. Решение: Перед запуском насоса заправьте его и установите на всасывающую трубу односторонний донный клапан с всасывающим фильтром. (Фильтр предназначен для предотвращения попадания твердых частиц в насос, что может привести к повреждению лопастей рабочего колеса или затруднению нормальной работы насоса) A: Засорение воздуха ① Проверьте, нет ли утечек во впускном и выпускном трубопроводах ②; Остановите насос и закачайте его в насос. Заполнение А: Как жидкость повышает давление в насосе после запуска? После запуска вал насоса приводит во вращение крыльчатку, и жидкость между лопастями вращается вместе с крыльчаткой. Под действием центробежной силы жидкость выбрасывается из центрального входного положения крыльчатки к периферии крыльчатки по каналу между лопастями. После того, как жидкость поступает в спиральный канал с очень высокой скоростью, большая часть жидкости. кинетическая энергия преобразуется в энергию статического давления за счет постепенного расширения поперечного сечения.
Основными причинами, по которым центробежный насос не всасывает жидкость после запуска, являются: ① из-за недостаточного наполнения насоса или утечки жидкости из негерметичного нижнего клапана, вызывающего попадание воздуха в насос ② из-за закупорки нижнего клапана; или всасывающий трубопровод. ③Высота установки слишком велика; ④Неправильная проводка двигателя, в результате чего крыльчатка вращается в обратном направлении.
2. Что такое явление кавитации?
Давление на входе в рабочее колесо центробежного насоса равно или меньше давления насыщенных паров транспортируемой жидкости при рабочей температуре. После этого жидкость частично испаряется или растворенный в жидкости газ выпадает в осадок. жидкость, содержащая пузырьки, попадает в область высокого давления рабочего колеса, пузырьки под действием пузырька сжимаются и резко лопаются. Исчезновение пузырька приводит к частичному вакууму. Окружающая жидкость устремляется в занимаемое пространство. исходным пузырем при очень высокой скорости потока, вызывая удары и вибрацию. Металлическая поверхность подвергается воздействию высокого давления и высокочастотных воздействий, вызывающих электрохимическую коррозию поверхности металла под действием небольшого количества кислорода и других активных газов, увлекаемых пузырьками, вызывая губчатые и рыбьи чешуйчатые повреждения поверхности рабочего колеса. , что приводит к нарушению нормальной работы насоса. Это явление называется кавитацией. Кавитационные явления и опасности: ① Корпус насоса создает вибрацию и шум; ② Снижается производительность насоса. ③ Корпус насоса и рабочее колесо разрушаются, а оборудование повреждается; Меры профилактики: Ограничить высоту установки насоса. При наличии кавитации проверить впускной трубопровод на герметичность.
От чего зависит допустимая высота установки центробежного насоса?
①Температура транспортируемой жидкости; ②Производительность центробежного насоса; ③Скорость центробежного насоса;
3. Как работает центрифуга?
Опираясь на центробежную силу, создаваемую высокоскоростным вращением крыльчатки, жидкость всасывается и выбрасывается. При запуске машины выпускной клапан должен быть закрыт, чтобы свести к минимуму пусковую мощность центробежного насоса и избежать сгорания двигателя. Прежде чем выключить машину, сначала закройте выпускной клапан, а затем отключите питание.
4. Каковы недостатки отрыва пограничного слоя потока? Преимущества есть?
Недостатком являются повышенные потери сопротивления потоку; преимуществом является повышенная турбулентность.
5. В чем физический смысл числа Рейнольдса?
Сравнительная взаимосвязь между силой инерции и силой вязкости во время течения жидкости
6. Что такое лифт?
Эффективная механическая энергия, передаваемая насосом на единицу массы жидкости.
7. Каково давление ветра у вентилятора центробежного насоса?
① Механическая энергия, полученная в единице объема газа. ② Сумма статического давления ветра и динамического давления ветра;
Характеристическая кривая вентилятора
8..Какая скорость потока указана на паспортной табличке центробежного насоса?
Скорость потока при максимальной эффективности
9. Откройте регулирующий клапан центробежного насоса.
По мере увеличения расхода давление на выходе насоса снижается.
10. Какова кривая производительности центробежного насоса?
Кривая производительности при транспортировке чистой воды при температуре 20°C и определенной скорости вращения.
11. Какова рабочая точка центробежного насоса? Дизайнерская точка?
Точка пересечения характеристической кривой насоса и характеристической кривой трубопровода. Регулировка расхода центробежного насоса фактически изменяет рабочую точку насоса. Расчетная точка относится к точке наивысшего КПД.
12. Каков состав центробежного насоса и форма рабочего колеса?
Состоит из корпуса насоса, вала насоса и рабочего колеса. Рабочие колеса бывают закрытого, полузакрытого и открытого типа.
Оборудование для транспортировки жидкости