流體輸送原理概述

流體輸送流體以一定流量沿著管道（或明渠）由一處送到另一處，是一種屬于流體動(dòng)力過程的單元操作?；どa(chǎn)處理的物料(包括原料、中間產(chǎn)物、產(chǎn)品和載體等)多數(shù)為流體，按工藝要求在各化工設(shè)備和機(jī)器之間輸送這些物料，是實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)?；どa(chǎn)中物料的種類很多，被輸送流體的性質(zhì)如密度、粘度、毒性、腐蝕性、易燃性與易爆性等各不相同，而且流體的溫度從低于-200℃至高于1000℃，壓力從高真空到102MPa，每小時(shí)的輸送量從10-3m3到104m3以上,所以輸送流體所用的流體輸送機(jī)械有多種形式，制作材料也是多種多樣的。當(dāng)送料點(diǎn)的流體能位足夠高時(shí)，流體能夠按所要求的輸送量自行流至低能位的受料點(diǎn)，否則就需用流體輸送機(jī)械對(duì)流體補(bǔ)給能量。流體從輸送機(jī)械取得機(jī)械能，用來補(bǔ)償受料點(diǎn)和送料點(diǎn)間的能位差，并克服流體在管道或渠道內(nèi)流動(dòng)時(shí)所受到的流動(dòng)阻力。由于流動(dòng)阻力隨流速的增大而增大，因此要求流體輸送機(jī)械加給單位重量流體的機(jī)械能隨流速的增大而增加?；どa(chǎn)中，流體大都用密閉的管道輸送。為調(diào)節(jié)流量，改變流向以及實(shí)現(xiàn)流體的分流或合流，管道中裝有閥門、彎頭和三通等管件。管道和管件由碳鋼、鑄鐵、不銹鋼、銅、鋁和鉛等金屬材料或塑料、陶瓷、玻璃和石墨等非金屬材料制成，其中以碳鋼和鑄鐵應(yīng)用最廣。費(fèi)用流體輸送的總費(fèi)用，包括管道、輸送機(jī)械的折舊費(fèi)和輸送機(jī)械的能耗費(fèi)用。對(duì)一定的輸送量，采用大口徑的管道時(shí)，流動(dòng)阻力減小，能耗量下降，但管道的投資和折舊費(fèi)增加；采用小口徑管道時(shí)，投資和折舊費(fèi)減少，但能耗費(fèi)用增加。因此,選用的管道口徑過大或過小,使管內(nèi)流速過小或過大，都是不經(jīng)濟(jì)的。對(duì)于長距離大流量的輸送管路，應(yīng)通過多方案計(jì)算來確定經(jīng)濟(jì)上最合理的流速（或管徑）；而工廠內(nèi)部的短距離輸送，可參照各種流體在管道內(nèi)的常用流速范圍（見表），來確定管內(nèi)流速，據(jù)以計(jì)算所需管徑。知識(shí)目標(biāo)：●了解化工管路的組成及管路布置原則；●理解穩(wěn)定流動(dòng)的基本概念；流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因；●掌握連續(xù)性方程式、柏努力程式和流體流動(dòng)阻力的計(jì)算；能力目標(biāo)：●能正確選擇流體輸送機(jī)械和管子的直徑；●能拆裝化工管路；會(huì)流體輸送機(jī)械的操作和簡單故障的分析、排除。化工生產(chǎn)中所處理的物料，大多為流體（包括液體和氣體）。為了滿足工藝條件的要求，保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，需要把流體從一個(gè)設(shè)備輸送至另一個(gè)設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這一過程要借助管路和輸送機(jī)械。流體輸送機(jī)械是給流體增加機(jī)械能以完成輸送任務(wù)的機(jī)械。管路在化工生產(chǎn)中就相當(dāng)于人體的血管，流體輸送機(jī)械相當(dāng)于人的心臟，作用非常重要。因此，了解管路的構(gòu)成，確定輸送管路的直徑，了解輸送機(jī)械的工作原理，選擇合理的輸送機(jī)械，學(xué)會(huì)合理布置和安裝管路，正確使用輸送機(jī)械非常重要。第一節(jié)流體輸送管路一、管路的分類化工生產(chǎn)過程中的管路通常以是否分出支管來分類，見表1-1。表1-1管路的分類對(duì)于重要管路系統(tǒng)，如全廠或大型車間的動(dòng)力管線（包括蒸汽、煤氣、上水及其他循環(huán)管道等），一般均應(yīng)按并聯(lián)管路鋪設(shè)，以有利于提高能量的綜合利用、減少因局部故障所造成的影響。二、管路的基本構(gòu)成管路是由管子、管件和閥門等按一定的排列方式構(gòu)成，也包括一些附屬于管路的管架、管卡、管撐等輔件。由于生產(chǎn)中輸送的流體是各種各樣的，輸送條件與輸送量也各不相同，因此，管路也必然是各不相同的。工程上為了避免混亂，方便制造與使用，實(shí)現(xiàn)了管路的標(biāo)準(zhǔn)化。書后附錄摘錄了部分管材的規(guī)格。管子是管路的主體，由于生產(chǎn)系統(tǒng)中的物料和所處工藝條件各不相同，所以用于連接設(shè)備和輸送物料的管子除需滿足強(qiáng)度和通過能力的要求外，還必須耐溫、耐壓、耐腐蝕以及導(dǎo)熱等性能的要求。根據(jù)所輸送物料的性質(zhì)(如腐蝕性、易燃性、易爆性等)和操作條件(如溫度、壓力等)來選擇合適的管材，是化工生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問題之一。（一）化工管材管材通常按制造管子所