一、流量方程式

　　流体流动的规律是通过一些参数描述的，流量与流速就是最基本的参数，而珂者间的关系就是流量方程式。

　　二、  流量

　　流体在流动时，每单位时间内通过管道任一截面的流体量，称为流体的流量。如果流体量用流体的质量来度量，则称为质量流量，用Qm表示，单位是kg／s或kg／h；如果流体量用流体的体积来度量，则称为体积流量，用Qv表示，单位是m3／s或m3／h。两者的关系

　　qm＝Pqv                                                                式中ρ—相同条件下流体的密度，kg／m3。

　　需要注意的是，由于在不同的状态(T、P)下，相同质量气体的体积是不同的，因此，在用体积流量来表示气体的流量时，必须注明气体的状态。

　　三、  流速

单位时间内，流体在流动方向上经过的距离叫流体的流速。由于流体具有黏性，流体管内流动时，同一流通截面上各点的流速是不同的，越靠近管壁，流速越小，中心的流速最大。在流体输送中所说的流速，通常指整个流通截面上流速的平均值，用u表示，单位是m／s。平均流速可以用下式计算：

　　u＝Qv／A    (5—12)

　　式中  A——垂直于流向的管道截面积，称为流通截面积，m2。对于圆形管路，A就是截面圆的面积，即：

　　式中  d--管道的内径，m。

　　由于气体的体积是随着状态的变化而变化的，工业生产中也有用质量流速来表示气体的流速的。在化工生产中，流体流速不仅关系着流体流动的动量、扬程等与安全有关的问题，而且关系着流体静电的产生和静电火花问题。

　　四、  流量方程式

　　描述流体流量、流速和流通截面积三者之间的关系式称为流量方程式，主要有方程(5—12)。它告诉我们，在流量一定的情况下，流通截面积越小，流速越大。在工程上，流量方程式主要用来指导选择管子规格和确定塔设备的直径。将方程式(5—13)代入式(5—12)得

　　通常，流量是由输送任务决定的，因此，管子的规格取决于流速的大小。由式可以看出，流速越大，管径越小，管路投入(设备费用)越小，但同时，流速越大，流体输送的动力消耗(操作费用)也越大(流体阻力)；反之，结果相反。通常，水及低黏度液体的适宜流速为1．5～3．Om／s，常压气体的适宜流速为10—20m／s，饱和蒸汽的适宜流速为20～40m／s等。确定流速时还应考虑流体流动过程中的静电积累问题保持在安全流速范围。

　　[例5—5]  需要将密度为960kg／m3的料液送人某精馏塔精馏分离。已知进料量是10000kg／h，进料速度是1．42m／s。问进料管的直径应该是多少?

　　解  进料管的直径为

　　五、  稳定流动与不稳定流动

　　根据流体流动过程中流动参数的变化情况，可以将流体的流动分为稳定流动与不稳定流动。

　　如图5—4(a)所示，由于进入恒位槽的流体的流量大于流出的流体的流量，多余的流体就会从溢流管流出，从而保证了恒位槽内液位的恒定。在液体流动过程中，流体的压力、流量、流速等流动参数只与位置有关，而不随时间的延续而变化，像这种流动参数只与空间位置有关而与时间无关的流动，叫稳定流动。

　　图5—4(b)由于没有流体的补充，贮槽内的液位将随着流动的进行而不断下降，从而导致流体的压力、流量、流速等流动参数不仅与位置有关，而且与时间有关，像这种流动参数既与空间位置有关又与时间有关的流动，叫不稳定流动。

　　化工生产中的连续操作过程，多属于稳定流动，连续操作的开车、停车过程及间歇操作过程属于不稳定流动。