化工原理学习笔记

《化工原理学习笔记》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、术语定义1．比焓：指空气中含有的总热量，简称焓。1kg或者1mol工质的焓称为比焓，用h表示，即h=u+pv，对应的单位是J/kg或者J/mol.在空气调节工程中，湿空气的状态经常发生变化，常需要确定状态变化过程内热量的交换量。从热工基础可知，在压力不变化的情况下，焓差值等于热交换量。而在空气调节过程里，湿空气的状态变化过程可以看成是在定压下进行的，所以能够用湿空气状态变化前后的焓差值来计算空气得到或失去的热量。包含单位质量干空气的湿空气的比焓值h应是h=hg+m*hs=1.01t+m（2500+1.84t）或h=（

2、1.01+1.84m）t+2500m；比焓h是用来表示物质系统能量状态的一个参数，其数值等于比定压热容cp乘温度t，即h=cp*t；干空气的比定压热容cp，g=1.01kj/（kg·K），故温度为t时干空气的比焓值hg为hg=1.01t；水蒸气的比定压热容cp，s=1.84kj/（kg·K），温度为t时水蒸气的比焓值hs为hs=2500+1.84t；式中2500是单位质量的水在0℃时变成水蒸气所需要的汽化热（kj/kg）。湿空气的比焓是以单位质量干空气作为基数计算的。伴随着单位质量干空气的还有m质量水蒸气。可见包含单

3、位质量干空气的湿空气的比焓值好h应是h=hg+m*hs=1.01t+m（2500+1.84t）或h=（1.01+1.84m）t+2500m=显热+潜热；在式中(1.01+1.84m)t是随着温度的变化而变化的热量，称为“显热”。而2500m是0℃时mkg水的汽化热，它仅随含湿量的变化，而与温度无关，故称为“潜热”。由此可见，湿空气的焓将随着温度和含湿量的升高而加大，随其降低而减小。在使用焓这个参数时，必须注意2500较（1.01+1.84m）大得多，因而在空气温度升高的同时，若含湿量有所下降，其结果是湿空气的焓不一定

4、会增加。2.牛顿流体及非牛顿流体：科学家牛顿发现,某些液体流动时，切应力τ与切变率D之比为常数,即:η=τ/D水和油都是遵循上述规律的液体.这一公式就是牛顿粘度定律.其中,η为液体的粘度.粘度是液体流动时内摩擦或阻力的量度.η的单位为Pa.s或mPa.s(帕斯卡.秒).遵循牛顿粘性定律的液体称为牛顿流体,凡是流体运动时其切变率D与切应力τ不成线性关系的流体称为非牛顿流体.牛顿流体为没有颗粒的混合单一的流体.就全血而言,它是血细胞和血浆的混合物,因此,全血不符合牛顿流体公式,它不是牛顿流体,而血浆可视为牛顿流体范畴.层

5、流时服从牛顿黏性定律的流体。所有气体和大部分低分子量(非聚合)的液体或溶液均属于牛顿型流体。流体种类温度压力气体T↑,μ↑P<4MPa时可忽略液体T↑,μ↓可忽略气体的分子间距较大，产生黏性的主要原因在于气体分子本身的运动；液体的分子紧密排列，分子间距较小，产生黏性的主要原因在于液体分子间的引力。运动粘度：单位：m2/s，1m2/s=104St3.密度：液体密度仅随温度变化（极高压力除外），其变化关系可从手册中查得；气体密度当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算：注意：手册中查得的气体密度都是在一定压力

6、与温度下之值，若条件不同，则密度需进行换算。4.流体静力学知识：1)压力及压力差测量：（压差计）U形压差计可测系统内两点的压力差，当将U形管一端与被测点连接、另一端与大气相通时，也可测得流体的表压或真空度；2)液位测量：近距离和远距离液位测量3)液封高度计算：5.流体流动中的质量守恒原理1）.流量和流速2).管径的估算3）.常用流体适宜流速范围4）.连续性方程的推导6.流体流动中的机械能守恒（伯努利方程）1）.总能量衡算2）.实际流体的机械能衡算3）.理想流体的机械能衡算4）.伯努利方程的应用利用伯努利方程与连续性方

7、程，可以确定：管内流体的流量；输送设备的功率；管路中流体的压力；容器间的相对位置等。7.流体流动类型和雷诺准数：前提：水平的均匀直管①层流(滞流)：流体质点沿流动方向作直线运动，各质点互不碰撞，互不混合。②湍流(紊流)：流体质点作不规则的杂乱运动，并互相碰撞、混合，产生旋涡，介于层流与湍流之间的情况称为过渡流，处于不稳定状态。③层流与湍流的本质区别：层流无径向脉动，湍流有径向脉动。Re≤2000时，流动为层流，层流区2000

8、流，湍流区；8.阻力损失1）产生阻力损失的外部条件2）阻力损失的表现：流体势能降低3）直管的阻力损失范宁（Fanning）公式，对于层流和湍流均适用。其中λ称为摩擦系数，层流时λ=Re/64;层流时阻力损失的计算式是由理论推导得到的。湍流时由于情况复杂得多，未能得出摩擦系数λ的理论计算式。4）湍流时直管阻力的研究方法实验结果可表示成λ与Re和ε