大 流体在流动时的这-规律是很容易证实的。当液体在管内 流动时,如果测管子粗细不同处的液体压强,就可发现:管内的 液体压强在管子细的部分比在管子粗的部分为小。这是因为液 体的流速跟管子横断面积成反比,在管子细的地方流体流动得 快,液体压强则较小;在管子粗处液体流动得慢,液体的压强就 较大所以,在稳定流动中,管子细的部分压强减小,管子粗的 部分压强增大,这是流体流动时的一个普通规律。这一现象首 先被贝努里发现和总结,所以又叫贝努里定律。 (五)管路阻力 流体运动时,由于流体内摩擦阻力的存在,使得流体在运动 过程中产生了压强降或叫压头损失。换句话说,输送流体时必 须消耗-部分能量来克服管路阻力。 摩擦阻力所引起流体在管路的压头损失,包括两个方面 部分是流体沿管壁运动而引起的沿程损失,另一部分是流体在 运动中遇到局部阻碍所引起的局部损失。形成局部阻力的原因 有:流体流动方向的改变,管子形状的改变,管子直径的改变以 及阀门、管件等局部障碍物的影晌。 局部阻力所造成的压头损失,可用相当直管的长度来表示。 例如,对于开启的闸阀,其局部阻力相当于长度是流体管路直径 的12倍长直管所产生的阻力,对于球心阀,其局部阻力相当于 长度是流体管路直径的40倍长直管所产生的阻力;三通的局部 阻力相当于长度是流体管路直径的60倍长直管所产生的阻力。 影响流体流经管路的压头损失的因素有:①管内璧面粗糙 程度;②管子直径和长度;③流体的流速和流动形态;④流体的 粘度
流体流经管路的压头损失叮按下式求得。 h二入 (1-6) g 式中h-—压头损尖,用流体柱高度表示,m; 入—摩擦系数,与管内表面粗糙度和流动状态有关: 层流时:A=64/Re; 湍流时:λ=0.3164/Re(光滑管); 0.7543 入=0.01227+ R2038(粗糙管) 流体速度 m 5: g重力加速度981m/s2; d—管内径,m; L-—管的计算长度,m,即管子绝对长度与接头、配件的 相当长度之和。 从式(1-6)可见,当管子内表面粗糙度、流体流动状态相同 时,压头损失和管长以及流速的平方成正比,而和管径大小成反 比 无论何种情况,要使流体在管路中流动,都必须使流体具有 定的能量,以此来克服流体在管路中流动时的阻力。如果要 将低处的废水送到高处,那就必须给废水以足够的能量,使废水 具有一定的压头。废水处理中的各种流体输送设备,如泵、压缩 机等就是起这一作用的。 为了避免泵、压缩机等设备在运转中消耗过多的能量或动 力蒸汽,以降低运转费用,必须使流体在管路中受到最小的阻 力。根据流体阻力公式(1-6)可见,在不影响正常处理过程,以 及不增加设备费用的条件下,要尽可能降低流体的流动速度,并 采用光滑直管,以及尽量减少阀门、弯头等管件
第二章废水输送管路及设备 废水处理过程中的液体输送设备主要有泵,以及管路和附 属构筑物等,管路和附属构筑物是废水处理厂内流体流动的要 道;泵则是输送废水、污泥、混凝剂等液体物料的重要设备。由 于泵、管路及附属构筑物在废水处理装置中占有重要的位置,所 以,掌握液体输送设备的原理、性能和结构等,对于处理操作和 运行管理等具有重要的意义 第一节管路 管路是管子、管件、阀疒等的总称。它的作用是连接有关的 废水处理设备使各种流体在其间得以流通,以保证废水处理过 程的正常进行。本节介绍的内容有:管子,管子的连接,管件,阀 门,管路安装的基本原则等。 〕管子 管子的规格通常用管的直径、壁厚以及工作压力来表示。 表示管子规格的长度单位有两种:一种是英制,即以英尺、英寸 和分作单位;另一种是公制,即以米、厘米和毫米作单位。为了 使管子、管件连接尺寸的统一,同时又便于安装和使用,我国制 定的管」、管件和阀门的统一标准,是按照其公称压力(P)和 公称直径(Dg)来表示的。公称直径是与管径相近的整数,单位 是毫米。表2-1列举了管子、管件的公称直径系列
表2-1篱子、管件的公称直径 公称直径(川)公称直径(D2)公称直径(D)公称直径(D2) (aim)i(in)H(mm)(in)(mm)(in)y(mm)(in) 2 350 1400 6 l600 (8)(14/4)100 450 1800 500 2000 150 (6) 600 2200 20 34‖(175) 700 2400 200 (8 80 2600 225 (9) 900 2800 40 250 1000 3000 50 300(12)1200 注:带括号的表示不常用。 废水处理中常用的管子,按其材质可分为:铸铁管、碳钢管、 合金钢管和非金属管等。 1.铸铁管:常用于厂屮的下水管道。其优点是价钱便 宜,与钢管相比有较好的耐腐蚀性能:但铸铁管性脆、强度低, 所以蒸汽管路、气体管路和上水管路等不允许采用铸铁管。 2.钢管:按照制造方法可分为有缝钢管(水煤气输送管)和 无缝钢管两种;按照钢材种类可分为普通钢管和合金钢管两种。 有缝钢管其外表镀锌的叫白铁管,不镀锌的叫黑铁管,用于压力 不高(Pk<16MPa)温度较低(<75℃)的操作条件下,常用作 废水、低压蒸汽、压缩空气和采暖系统等管路。有缝钢管按壁厚 分普通钢管、加厚钢管和薄壁钢管。表2-2列举了国产有缝钢 管的标准示例
表2-2有缝钢管(水煤气输送管》的标准示例 公称直径外径。普通管加厚管每m铡普分 配的管接头 壁厚厲暈(不计壁厚重量(不计重量(以每 管接头) 管接头)|6m,个管 接头计) (mm)(in)I(mm)i(mm)i(kg/m)r(mn)(kg/m) 6128|10 0.4 81413.52.250.62 10|3/817 25 0.822.75 0.97 15[1/2b21.2512.751.25{3.251.44 3426.752.751.63|3.5 0.02 33.5}3.252.4 2.91 3.134 3.77 0.04 40148 3.503.844.25 4.884.5 6 7024275.53.75 6 h 7,88 0.[3 9.81 0.4 1255[140 4.515045.5 18.22 0.6 1506 165 4.5m7.815.5 21.63 0.8 注:}.公称直径50m以上的管端不带螺纹的管子,可供应薄壁管,其管壁比普通 管澌0.75mm。 2.镀锌管比不镀锌管重3%-6% 3.钢管的长度:管端无螺纹的黑管为4-12如;管端带纹的黑管和镀锌管为 4~9m,可供应定尺长度或倍尺长度的管子,其最大长度可达8m,全长允许 偏差为+10 4.钢管的壁厚偏差为+12%,-15‰ 5.钢管的水压试验压力:普通管为20kg/cm2加厚管为30kscm2 6.钢管常用材料为A3钢