化工原理基本知识点(整理版)-10472.doc

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1、流体流动知识点一、流体静力学基本方程式或注意：1、应用条件：静止的连通着的同一种连续的流体。2、压强的表示方法：绝压—大气压=表压表压常由压强表来测量；大气压—绝压=真空度真空度常由真空表来测量。3、压强单位的换算：1atm=760mmHg=10.33mH2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at4、应用：水平管路上两点间压强差与U型管压差计读数R的关系：处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体二、定态流动系统的连续性方程式––––物料衡算式二、定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式以单位质量流体

2、（1kg流体）为基准的伯努利方程：讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。342、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式：3、可压缩流体,当Δp/p1<20%,仍可用上式，且ρ=ρm。4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤，截面与基准面选取的原则。5、流体密度ρ的计算：理想气体ρ=PM/RT混合气体混合液体上式中：xvi––––体积分率；xwi––––质量分率。6、gz、u2/2、p/ρ三项表示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。∑hf为流经系统的能量损失。We为流体在两截面间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne=W

3、e·ws，轴功率N=Ne/η（W）7、以单位重量流体为基准的伯努利方程,各项的单位为m：[m]以单位体积流体为基准的伯努利方程,各项的单位为Pa：343、流型的比较：①质点的运动方式；②速度分布，层流：抛物线型，平均速度为最大速度的0.5倍；湍流：碰撞和混和使速度平均化。③阻力---层流：粘度内摩擦力，湍流：粘度内摩擦力+湍流切应力。四、柏努利式中的∑hf（一）流动类型：1、雷诺准数Re及流型Re=duρ/μ=du/ν，μ为动力粘度，单位为[Pa·S]；ν=μ/ρ为运动粘度，单位[m2/s]。层流：Re≤2000，湍流：Re≥4000；2000

4、e<4000为不稳定过渡区。2、牛顿粘性定律τ=μ(du/dy)气体的粘度随温度升高而增加，液体的粘度随温度升高而降低。（二）流体在管内流动时的阻力损失[J/kg]1、直管阻力损失hf范宁公式(层流、湍流均适用).层流：哈根—泊稷叶公式。34湍流区（非阻力平方区）：高度湍流区（阻力平方区）：具体的定性关系参见摩擦因数图，并定量分析hf与u之间的关系推广到非圆型管注：不能用de来计算截面积、流速等物理量。2、局部阻力损失①阻力系数法，②当量长度法，注意：截面取管出口内外侧，对动能项及出口阻力损失项的计算有所不同。当管径不变时，在变径管中作稳定流动时，

5、不同管径的管路加和，流体在水平变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。流体在水平等径管中作稳定流动流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长不变。流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的静压能项。完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值只取决于相对粗糙度。34水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小时，水流量将减小，摩擦系数增大，管道总阻力不变。五、管路计算I.并联管路：1、2、各支路阻力损失相等。即并联管路的特点是：（1）并联管段的压强降相等；（2）主管流量等于并联的各管段流量之和；

6、（3）并联各管段中管子长、直径小的管段通过的流量小。II．分支管路：1、2、分支点处至各支管终了时的总机械能和能量损失之和相等。六、柏努利方程式在流量测量中的运用1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。2、孔板流量计为定截面变压差流量计，用来测量管道中流体的流量。随着Re增大其孔流系数C0先减小，后保持为定值。3、转子流量计为定压差变截面流量计。注意：转子流量计的校正。测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。习题一、填空1、边长为a的正方形管道，其当量直径de为。（a）342、在定态流动系

7、统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___________倍。（4）3、流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__和___两种。局部阻力的计算方法有___________法和_________法。（直管阻力，局部阻力，阻力系数，当量长度）4、在静止的同一种连续流体的内部，各截面上___能与____能之和为常数。（位，静压）5、开口U型管压差计是基于____原理的测压装置，它可以测量管路中________上的_________或__________。（流体静力学任意截面表压强真空度）6、流体在管内作湍流流

8、动时，在紧贴管壁处速度为______,邻近管壁处存在____层，且Re值越大，则该层厚度越____。（零，滞流（或层流）内