流体输送技术.doc

第一章流体输送技术知识目的：●了解化工管路的组成及管路布置原则；了解流体输送机械的结构、原理及应用；●理解稳定流动的基本概念；流动阻力产生的因素；●掌握连续性方程式、柏努力程式和流体流动阻力的计算；能力目的：●能对的选择流体输送机械和管子的直径；●能拆装化工管路；会流体输送机械的操作和简朴故障的分析、排除。化工生产中所解决的物料，大多为流体（涉及液体和气体）。为了满足工艺条件的规定，保证生产的连续进行，需要把流体从一个设备输送至另一个设备。实现这一过程要借助管路和输送机械。流体输送机械是给流体增长机械能以完毕输送任务的机械。管路在化工生产中就相称于人体的血管，流体输送机械相称于人的心脏，作用非常重要。因此，了解管路的构成，拟定输送管路的直径，了解输送机械的工作原理，选择合理的输送机械，学会合理布置和安装管路，对的使用输送机械非常重要。第一节流体输送管路一、管路的分类化工生产过程中的管路通常以是否分出支管来分类，见表1-1。表1-1管路的分类类型结构简朴管路单一管路单一管路是指直径不变、无分支的管路，如图1-1(a)所示串联管路虽无分支但管径多变的管路，如图1-1(b)所示复杂管路分支管路流体由总管分流到几个分支，各分支出口不同，如图1-2(a)所示并联管路并联管路中，分支最终又汇合到总管，如图1-2(b)所示对于重要管路系统，如全厂或大型车间的动力管线（涉及蒸汽、煤气、上水及其他循环管道等），一般均应按并联管路铺设，以有助于提高能量的综合运用、减少因局部故障所导致的影响。图1-1简朴管路图1-2复杂管路二、管路的基本构成管路是由管子、管件和阀门等按一定的排列方式构成，也涉及一些附属于管路的管架、管卡、管撑等辅件。由于生产中输送的流体是各种各样的，输送条件与输送量也各不相同，因此，管路也必然是各不相同的。工程上为了避免混乱，方便制造与使用，实现了管路的标准化。书后附录摘录了部分管材的规格。管子是管路的主体，由于生产系统中的物料和所处工艺条件各不相同，所以用于连接设备和输送物料的管子除需满足强度和通过能力的规定外，还必须耐温、耐压、耐腐蚀以及导热等性能的规定。根据所输送物料的性质(如腐蚀性、易燃性、易爆性等)和操作条件(如温度、压力等)来选择合适的管材，是化工生产中经常碰到的问题之一。（一）化工管材管材通常按制造管子所使用的材料来进行分类。可分为金属管、非金属管和复合管，其中以金属管占绝大部分。复合管指的是金属与非金属两种材料组成的管子，最常见的化工管材见表1-2。表1-2常见的化工管材种类及名称结构特点用途金属管钢管有缝钢管有缝钢管是用低碳钢焊接而成的钢管，又称为焊接管。易于加工制造、价格低。重要有水管和煤气管，分镀锌管和黑铁管（不镀锌管）两种。目前重要用于输送水、蒸汽、煤气、腐蚀性低的液体和压缩空气等。由于有焊缝而不适宜在0.8MPa（表压）以上的压力条件下使用。无缝钢管无缝钢管是用棒料钢材经穿孔热轧或冷拔制成的，它没有接缝。用于制造无缝钢管的材料重要有普通碳钢、优质碳钢、低合金钢、不锈钢和耐热铬钢等。无缝钢管的特点是质地均匀、强度高、管壁薄，少数特殊用途的无缝钢管的壁厚也可以很厚。无缝钢管能用于在各种压力和温度下输送流体，广泛用于输送高压、有毒、易燃易爆和强腐蚀性流体等。铸铁管有普通铸铁管和硅铸铁管。铸铁管价廉而耐腐蚀，但强度低，气密性也差，不能用于输送有压力的蒸汽、爆炸性及有毒性气体等。一般作为埋在地下的给水总管、煤气管及污水管等，也可以用来输送碱液及浓硫酸等。有色金属管铜管与黄铜管由紫铜或黄铜制成。导热性好，延展性好，易于弯曲成型。合用于制造换热器的管子；用于油压系统、润滑系统来输送有压液体；铜管还合用于低温管路，黄铜管在海水管路中也广泛使用。铅管铅管因抗腐蚀性好，能抗硫酸及10﹪以下的盐酸，其最高工作温度是413K。由于铅管机械强度差、性软而笨重、导热能力小，目前正被合金管及塑料管所取代。重要用于硫酸及稀盐酸的输送，但不合用于浓盐酸、硝酸和乙酸的输送。铝管铝管也有较好的耐酸性，其耐酸性重要由其纯度决定，但耐碱性差。铝管广泛用于输送浓硫酸、浓硝酸、甲酸和醋酸等。小直径铝管可以代替铜管来输送有压流体。当温度超过433K时，不宜在较高的压力下使用。非金属管非金属管是用各种非金属材料制作而成的管子的总称，重要有陶瓷管、水泥管、玻璃管、塑料管和橡胶管等。塑料管的用途越来越广，很多本来用金属管的场合逐渐被塑料管所代替。（二）管件管件是用来连接管子以达成延长管路、改变管路方向或直径、分支、合流或封闭管路的附件的总称。最基本的管件如图1-3所示，其用途有如下几种。180º回弯管三通四通异径管90º弯头法兰卡箍活接头管帽45º弯头图1-3常用管件①用以改变流向：90º弯头、45º弯头、180º回弯头等；②用以堵截管路：管帽、丝堵(堵头)