资源简介

模块一 流体输送操作
项目2 化工管路的安装
【教材版本】李祥新、朱建民主编《化工单元操作》，高等教育出版社2009年3月出版。
【教学目标】
1．通过管路安装练习，掌握流体输送管路的构成、管子及阀门的选用。
2．学会管子与各种管件及阀门的连接方法。
【教学重点、难点】
重点：管路安装
难点：管路连接
【教学方法】
采用项目教学法，以行动导向来进行学习，调动学生的学习积极性，注重培养学生规范操作、观察分析、团结合作的能力。根据本项目特点，采用“导入——演示——实训——评价——讲授——讨论”的教学过程，先让学生在完成具体项目的过程中熟悉相应单元操作，然后通过相关知识的学习达到教学目标。
【学时安排】8学时
【教学建议】
先通过例子导入本项目的工作任务，根据要求布置实训任务，演示实训操作方法，指导学生按步骤完成实训项目。然后，在学生预习的基础上学习流体输送的相关知识。
【教学过程】
一、导入
化工生产中，经常需要将流体物料从一个设备输送到另一个设备，实现这一过程要借助管路和流体输送机械。管路相当于人体的血管，流体输送机械相当于人的心脏。
二、教师讲授及演示实训步骤
1．布置实训任务：安装与连接化工管路
2．演示管路连接操作，提示操作技巧。
图1-18 化工管路安装图
三、学生实训
指导学生按工艺卡片进行实训。
绘制管路图——选择管件阀门——截取管子——管子割丝——管路安装——水压试验
四、检查评价
学生自查实训情况，各组比较操作情况及数据的准确性，选出最佳操作人员。
五、相关知识
在学生预习及实训操作的基础上，由教师讲授与学生讨论相结合，完成以下内容的学习。
学生自学讨论，解决以下问题：
1．化工管路是由哪些构件构成的？
2．φ57mm×2.5mm表示的管子的规格是怎样的？DN和PN分别表示什么意思？
3．根据图形认识管件，说明管件的作用。
活接头 螺纹短节 卡箍活接头 法兰
45°弯头 90°弯头 三通 四通
异径管 内外螺纹接头 管帽 丝堵
图l-20常用管件
4．根据图形说明阀门的的结构特点及应用场合。
截止阀 闸阀 旋塞 球阀
蝶阀 升降式止回阀 旋启式止回前阀 全启式安全阀
图1-21 常用阀门外形图
5．管路常用的连接方式有四种，说明其结构特点及应用场合。
6．单一管路、串联管路、分支管路和并联管路各有什么特点？
7．怎样选择管子材料和管径？
8．管路的布置与安装有什么原则？
【例1-5】某厂精馏塔进料量为50000kg/h，料液的性质和水相近，密度为960kg/m3，试选择进料管的管径并计算管内实际流速。
解： 根据输送物料的性质，选择无缝钢管。
根据式（1-3）
m3/s
因料液的性质与水相近，故选取u＝1.8m/s，根据式（1-9）
根据附录八中的管子规格，选用φ108mm×4mm的无缝钢管，其内径为d＝108－2×4＝100mm。
核算管内实际流速为
m/s
三、流体阻力
1．流体的黏度
流体流动时产生内摩擦力的性质称为流体的黏性。黏性越大，流动性越差，流动阻力越大。黏性是流体的固有属性，流体无论是静止还是流动，都具有黏性。
动力黏度（简称黏度），用μ来表示。
单位是N·s/m2（Pa·s），P（泊），cP（厘泊）
换算关系为：1Pa·s＝10P＝1000cP＝1000mPa·s
影响流体黏度的因素主要是温度。对于液体，温度升高，黏度减小；而对于气体，温度升高，黏度增大。
2．流体阻力
因为流体有黏性，它在管道里流动会有阻力，即柏努利方程中的Σhf或Hf 。流体在管路中流动时的阻力分为直管阻力和局部阻力两种。
流体流动的阻力造成能量损失，会增加操作费用，所以生产中就尽量降低管路总阻力。降低管路总阻力可采取如下措施：
①合理布局，尽量减少管长，少装不必要的管件及阀门。
②适当加大管径并尽量选用光滑管。
③高黏度液体长距离输送时，可用加热方法（蒸气伴管）或强磁场处理，以降低黏度。
④在工艺允许的情况下，可在被输送液体中加入减阻剂。
【作业】
复习题
9．分析并比较下列各组概念的联系与区别。
串联管路 局部阻力 阻力损失
并联管路 直管阻力 压头损失
分支管路 总阻力

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