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化工原理流体流动
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:
①流量——单位时间流过管路某一截面的流体体积或质量
体积流量:
SI单位:m3/s
质量流量:
SI单位:kg/s
流速——单位时间单位截面上流过的流体体积或质量
体积流速:
SI单位:m/s
质量流速:
SI单位:kg/m2s
根据定义有:
对于圆管:
注意:由于气体的体积随温度和压强而变化,在管截面积不变的情况下,气体的流速也要发生变化,采用质量流速为计算带来方便。
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②常用经济流速:
流速选择:
u↑→d↓→设备费用↓
流动阻力↑→动力消耗↑→操作费↑
均衡考虑
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例:精馏塔进料量为qm=50000kg/h,ρ=960kg/m3,其它性质与水接近。试选择适宜管径。
选流速u=(-)
计算管径,即:
具体计算过程如下:
解:解题思路:初选流速→计算管径→查取规格→核算流速。
由附录查管子规格,选取φ108×4mm的无缝钢管(d=)
核算流速:
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①稳定流动——流动空间中任一点与流动有关的物理量不随
时间而改变的流动状态。(但可随位置改变)
②化工生产中,大部分情况为稳定流动(称正常状态),而一般在开、停工时为不稳定状态。
不稳定流动——除稳定流动之外的一切流动。
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稳定流动与非稳定流动
稳定流动:各截面上的温度、压力、流速等物理量仅随位置变化,而不随时间变化
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非稳定流动:流体在各截面上的有关物理量既随位置变化,也随时间变化.
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即ρ1A1u1=ρ2A2u2=常数
需满足的条件:①质点紧密连接。(宏观)
②流体在管内全充满,不间断。
③不可压缩流体。
圆形管道:
——流体在圆形管道中的连续性方程
-连续性方程的推导
——即为连续性方程,
则:u1A1=u2A2=常数
对于不可压缩流体:ρ1=ρ2=ρ
根据质量守恒定律:
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意义:
反映了在稳定流动系统中,流体流经各截面的质量流量不变时,管路各截面上流速的变化规律。
u1A1=u2A2=常数
圆形管道:
——都为连续性方程
注意:
此规律与管路的安排以及管路上是否装有管件、阀门或输送设备等无关。
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