OPL案例：U形管及虹吸原理

资料整理：成都华标企管 蒋良君  资料来源：烟台万华

 

1. U形管原理：在一完成U形的玻璃管内装有密度ρi的指示液，欲测压差的两侧流体分别与U形管的两端相连，指示液不溶于两侧流体，且密度大于任一侧流体。

如图：左侧流体密度ρ，U形管两侧液面差称为读数----为R，单位为m。P3和P4是静止、连通且处于同一平面的指示液的压强，根据等压面推论，P3=P4.

根据流体静力学方程：P3=P1+ρgR，P4=P2+ρigR  所以P1—P2=（ρi-ρ）gR

由上式看出：ρi-ρ一定的条件下，读数越大表示两侧流体的压差也越大。

常用的指示液有汞，水，CCL4，矿物油等。

 

100Kpa压力可以将水压高10m左右。一旦液柱达不到对应压力的高度，就会冲破液封。

举例：

 C-3401-2塔底压力表，压力如果上涨说明液面在压力表以上，压力不波动说明液面在压力表以下。

 塔 顶回流到塔底一般会有接液槽，要有足够的液位，主要作用是防止压力过大将液压空，造成串压，D-3309原下液管到C-3302塔底，由于塔底没有接液 槽，入口在液位计下法兰的位置，切换时注意C-3302保持一定的液位，防止光气串出。E-3422等的下液集管到D-3401有一个U形管，主要起液封 的作用，防止串压。同理C-3001下液到D-3306-2采用插入管也是液封的作用。

2. 虹吸现象，是因为压力不同造成流体流动的现象。两端高度不同，水面较高的一端水会自动流向水面较低的一端，也就是水会由压力大的一端流向压力小的一端，直到两边的大气压力相等，容器内的水面变成相等高度，水就会停止流动。这种现象叫虹吸现象。

在操作时，虹吸管比较高的那一端若离开水面，则水槽的水就立刻停止被吸，但管内的水会继续流动直到管内的水流光为止。虹吸管比较低的那一端若离开水面，则虹吸现象会继续维持.

如图：由于A处液柱高度大于B处，由于重力的作用，A处液柱向下流动会产生一个负压，使液体持续流动。虹吸有利有弊，防止虹吸可以在弯管处加排气导淋。

举例：

 C-3404塔底再沸器根据热虹吸的原理，由于再沸器的加热，产生气泡使得再沸器处的氯苯密度变小，塔底氯苯密度大于再沸器处的氯苯，这样由于重力的作用，使得氯苯由塔底向再沸器循环流动。

 

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