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(共21张PPT)
《化工单元操作》
项目一 流体流动及输送
任务二 获取流体输送知识（3）
2.局部阻力：
流体通过管道的管件、阀件、扩大口、流量计等局部障碍时，因流通截面积发生了改变，流体的流动方向、速度变化很大，产生大量的旋涡从而消耗很大的能量，比通过同等长度的直管损失能量要大得多。因管路复杂、种类繁多，难经精确计算，局部阻力能量损失的计算有二种近似公式进行计算。
（1）阻力系数法：
将所有影响局部阻力的因素全归结到一个系数来，即
动能的一个倍数。
管出口
管出口相当于突然扩大,
管进口相当于突然缩小，A2/A1≈0，管进口ζc=0.5。
式中：ζ——局部阻力系数，有表可查。
只要根据管件、阀件的名称去查相关的数据。
（2）当量长度法：
把流体通过某一局部障碍所损失的能量，折算成流体
流过相同管径一定长度直管的能量损失。
如：90。标准弯头，它的当量长度不是弯头本身的长
度，而是流体流过弯头时产生的阻力损失与通过等管径直
管产生相等的阻力损失直管的长度。用“le”表示。
式中：le——当量长度,有表可查。
因阻力系数法或当量长度法计算都是近似计算，而管件、阀件加工精度、材质及使用的时间长短不同，对局部损失的大小也就不同，教材上的有关数据不可能考虑这么细，所以只是一个粗略计算或估算，采用不同的方法计算的出来的结果难免会有差别。
3. 系统的总能力损失
[例1-15]如附图1－30所示，料液由常压高位槽流入精馏塔中。进料处塔中的压力为20kPa(表压)，送液管道为φ45×2.5mm、长8m的钢管。管路中装有180 回弯头一个，全开标准截止阀一个，90 标准弯头一个。塔的进料量要维持在5m3/h，试计算高位槽中的液面要高出塔的进料口多少米？
操作温度下料液的物性数据：ρ=900m3/kg；μ=1.3mPa·s
解 1－1截面：z 1=Z，p1=pa=0（表压），u1≈0
　　2－2截面：z2=0，p2=2×104Pa（表压），　　
① 直管阻力
取管壁粗糙度ε=0.3mm，则 ε／d=0.3/40=0.0075
由图查出摩擦系数λ=0.039
② 局部阻力
由表1－15查得阻力系数：
进口 ζ1=0.5
180 回弯头 ζ2=1.5
90 标准弯头 ζ3=0.75
全开标准截止阀 ζ4=6.4
③ 总阻力
Σhf =hf +h f=4.72+5.54=10.26J/kg
故
（三）流体流动阻力的降低措施
欲降低流动阻力，可采取如下的措施：
（1）合理布局，尽量减少管长，少装不必要的管件、阀门；
（2）适当加大管径并尽量选用光滑管；
（3）在允许条件下，将气体压缩或液化后输送；
（4）高黏度液体长距离输送时，可用加热方法（蒸汽伴管）或强磁场处理，以降低黏度；
（5）允许的话，在被输送液体中加入减阻剂，如可溶的高分子聚合物、皂类的溶液、适当大小的固体颗粒稀薄悬浮物；
（6）管壁上进行预处理：低表面能涂层或小尺度肋条结构。
而有时为了其它工程目的，需人为地造成局部阻力或加大流体湍动（如液体搅拌，传热、传质过程的强化等）。
作业
工艺计算题：P68页9
六、流体的基本物理量的检测
化工生产正常运行必须对流体输送过程的工艺参数进行检测。流体输送过程常见的工艺参数有温度（T）、压力（P）、液位（L）、流量（F）。
（一）温度检测
热电偶
热电阻
（二）压力检测
液柱式、弹性式、活塞式和电气式
（三）流量检测
1、孔板流量计
a、结构及测量原理：
式中 C0──孔板的流量系数(或称孔流系数),由实验测定。 常用C0的值为0.6～0.7；
S0──孔口的截面积，m2；
R──U形管压差计的读数，m；
ρA──U形管压差计的指示液的密度，kg/m3；
ρ──被测流体的密度，kg/m3。
特点：
(1)属变压差型流量计。
(2)结构简单，使用、安装方便，适用范围广，因流体流动变化大，能量损失大，为避免阀件、管件带来的扰动而影响测量结果的准确性，孔板前后要有一定的距离的直管段，且孔板中心要在管路中心线上。
2、C0的获取
用角接取压法安装的孔板流量计，其C0与Re、A0/A1的关系，如图1－32所示。由图可见，对于某一A0/A1值，当Re值超过某一限度值Rec时，C0就不再改变而为定值。流量计所测的流量范围，最好是落在C0为定值的区域里，这时流量Ｖs便与压强差（pa－pb）(或压差计读数Ｒ)的平方根成正比。设计合适的孔板流量计，其C0值为0.6～0.7。
孔板流量计的C0与Re、A0/A1的关系曲线
2、文氏管流量计
为了减少流体流经节流元件时的能量损失，可以用一
段渐缩、渐扩管代替孔板，这样构成的流量计称为文丘里
流量计或文氏流量计。
属变差压型流量计
能量损失小，造价高
从转子的悬浮高度直接读取流量数值。
特点：直接读数、流体流动阻力小、精度高但易破碎、不耐高温和高压，必须垂直安装。
属变截面型流量计。
3、转子流量计
4、其它类型的流量计
（四）液位检测

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