化学工程基础kj1

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1、第一章流体流动1辽阳化纤厂2第一节概述一、流体的特性1、流动性；2、没有固定形状，形状随容器而变；3、流体流动—外力作用的结果；4、连续性（除高度真空情况）。3二、流体的宏观参数能宏观测定的平均参数—研究流体质点（微团）三、可压缩性流体与不可压缩性流体可压缩性流体—气体不可压缩性流体—液体四、研究内容（1）流体流动的规律（2）设备提供的能量（3）压力、流速、流量的测定4流体流动的典型流程计算内容：流速、流量、压强、管径、扬程、功率转子流量计阀门贮槽离心泵贮槽5第二节流体静力学基本方程式研究外力作用下的平衡规律1-1密度一、密度1.定义

2、：单位体积流体所具有的质量。ρ=m/V[kg/m3]2、影响因素：温度和压力（1）液体—为不可压缩的流体，与压力无关，温度升高，密度降低。6（2）气体—为可压缩性的流体，通常（压力不太高，温度不太低）时可按理想气体处理，否则按真实气体状态方程处理。3、混合物密度（1）气体7（2）液体混合物密度a—质量分率应用条件：**混合物的体积应等于各组分单独存在时的体积之和。二、比容单位质量的流体所具有的体积。8三、相对密度与比重1.相对密度d2.重度重度值=密度值(值相同但意义不同)91—2压力一、定义：流体垂直作用于单位面积上的力。二.压力的

3、单位1.SI单位[N/m2][Pa]2.工程单位[kg/m2]—[at]—[mmHg]—[mmH20]—[mH20]103.换算1atm=1.0133×105[N/m2]=101.3[kPa]=10330[kgf/m2]=10.33[mH20]=760[mmHg]1at=1[kgf/cm2]=10[mH20]=735.5[mmHg]=98.1[kPa]11三.压力的基准及表示形式1.以绝对真空为基准2.以当时当地压力为基准绝对压表压真空度绝压（余压）表压＝绝对压-大气压真空度＝大气压-绝对压绝对零压大气压实测压力实测压力12例题：在兰

4、州操作的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶真空表读数为80kPa，在天津操作时，真空表读数应为多少？已知兰州地区的平均大气压85.3kPa，天津地区为101.33kPa。解：维持操作的正常进行，应保持相同的绝对压，根据兰州地区的压强条件，可求得操作时的绝对压。解:绝压=大气压-真空度=85300–80000=5300[Pa]真空度=大气压-绝压=101330-5300=96030[Pa]131-3流体静力学基本方程一.相对静止状态流体受力情况上表面作用力：F1=P1A下表面作用力：F2=P2A重力：G=gA(Z1-Z2)14F1+G=F2P1A+

5、gA(Z1-Z2)=P2AP2=P1+g(Z1-Z2)或P2=P0+g(Z1-Z2)=P0+gh或F1＝P1AF2＝P2AG＝gA(Z1-Z2)二.静力学方程及巴斯葛定律15三.讨论1.流体某一深处的压力与深度和密度有关。2.液面上方流体压力改变，液体内部压力随着改变且变化值相同（巴斯葛定律）。3.静止的、连续的同一流体内、同一水平面处各点压力相等。(等压面)4.压力或压差可用液柱高度表示。H=（P2-P0）/gP2=P0+gh165.可用不同液柱高度表示压力，换算关系为：H’=H/’6.静压头与位压头之和为常数。Z

6、—表示把单位重量流体由基准面移至Z高度后具有的位能。—静压头。17例:P0>P1>P2P1=?P2=?18例题:1.判断下面各式是否成立PA=PA’PB=PB’PC=PC’2.细管液面高度。1=800kg/m32=1000kg/m3H1=0.7mH2=0.6m3.当细管水位下降多高时,槽内水将放净?19解:利用等压面原理求解1.PA=PA’PB=PB’2.2gh+p0=1gH1+2gH2+p03.2gh’=1gH120211-4流体静力学基本方程的应用一.压力测定1.U型管压差计A-A’为等压面PA=PA’PA=P1+

7、g(H+R)PA’=P2+’gR+gHP1-P2=Rg(’-)如测量气体0P1-P2=Rg’一臂通大气?P1P2222.微差压差计—放大读数P1P2aRb特点：（1）内装两种密度相近且不互溶的指示剂；（2）U型管两臂各装扩大室（水库）。P1-P2=（a-b）Rg233.倾斜液柱压差计R1=R/sinR=R1sin24例题：用普通U型管压差计测量气体管路上两点压差，指示液为水，读数R为1.2cm，为扩大读数改为微差计，一指示液密度为920kg/m3，另一指示液密度为850kg/m3，读数可放大多少倍？解：（水

8、-气）gR=（1-2）gR’新读数为原读数的171/12＝14.3倍25例题：常温水在管道中流动，用双U型管测两点压差，指示液为汞，其高度差为100mmHg，计算两处压力差如图：P1=P1’P2=P2’Pa=P1’