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时间:2019-07-26
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1、化肥生产工艺技术资料汇编二分公司工艺科二零一零年十一月份36第一部分化工基础知识计算一、流体密度的计算:流体的密度:单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。其数学表达式为: ρ=M/V 式中: ρ-----流体的密度,kg/m3;M-----流体的质量,kg;V-----流体的体积,m3; 流体的密度一般可在物理化学手册或有关资料中查得,如果查得的数据不是以SI制表示的,可换算为SI制。 (1) 液体的密度: a.纯液体的密度ρ 若知比重为d,则ρ=1000d;如:d
2、笨=0.88,则ρ苯=880kg/m3 b.液体混合物的密度ρm 若某种液体是由N种不同的液体混合而成,其密度ρm可由下式计算: 1/ρm=xA/ρA+xB/ρB+……+xN/ρN (2--2)式中:xA、xB、……xN-----各组分的质量分率。 ρA、ρB、……ρN------各组分的密度。例2-1:已知20°C时水、甘油的密度分别为998kg/m3、1260kg/m3求50%甘油水溶液的密度。解:1/ρm=0.5/998+0.5/1260ρm=1114kg/m3(2)气体的密度: a
3、.纯气体的密度ρ 在气体的温度不太低,压力不太高的情况下,气体的密度可按理想气体状态方程式计算:ρ=PM/RT 式中:M-----气体分子量;P-----气体的绝对压强;T-----气体的绝对温度;R-----气体常数,8.314kJ/kmol·K b.气体混合物的密度ρm 气体混合物的密度ρm的计算与纯气体的密度计算式类似,只不过将M改为Mm即可,而Mm为平均分子量,即ρm=PMm/RT 而Mm=MAYA+MBYB+……+MNYN式中:MA、MB、……MN----各组分的
4、分子量;YA、YB、……YN-----各组分的摩尔分率;二.流体静压强的计算: 流体垂直作用于单位面积上的压力,称谓流体的静压强,其数学表达式为: P=F/A(2--5)式中:P-----流体的压强,N/m2或Pa; A-----作用面的面积,m2; F-----面积A上的作用力,N; 在工业生产上,有时把压强也称为压力,请予以注意。 在工业生产上,经常用到标准大气压和工程大气压,它们与常见的压强单位换算关系如下:1atm=101325Pa=760mmHg柱=10
5、.33mH2O柱。1at=1kgf/cm2=9.81×104Pa=735.6mmHg柱=10mH2O柱。36 流体压强P除采用不同的单位来计量外还可根据不同的情况,用不同的方法来表示。 绝对压强,或称为真实压,是以绝对零压为起点计算的压强。或真空为起点计算的压强。本课程中所有公式、方程中所指的压强,均为绝对压强,简称绝压。 表压强,简称表压,是指以当时当地大气压为起点计算的压强。当所测量的系统的压强等于当时当地的大气压时,压强表的指针指零。即表压为零。真空度,当被测量的系统的绝对压强小于当时当地的大气压时,当时当地的大气压与
6、系统绝对压之差,称为真空度。此时所用的测压仪表称为真空表。系统P>大气压时 绝对压=大气压+表压系统P<大气压时 绝对压=大气压-真空度三.流体比容的计算: 单位质量流体的体积,称为流体的比容,数学表达式为: υ=V/M 式中:υ----液体的比容,m3/kg;M-----流体的质量,kg; V-----流体的体积,m3显然,流体的比容是其密度的倒数,即:υ=1/ρ 四、流体流量、流速及管径的计算: 1、流量单位时间内流过管道任一截面的流体量,称为流量。
7、一般有体积流量和质量流量两种表示方法。 体积流量:单位时间内流过管道任一截面的流体体积,以符号V表示,单位为m3/s 质量流量:单位时间内流过管道任一截面的流体质量,以符号w表示,单位为kg/s. 2、流速单位时间内流体的质点在流动方向上流过的距离称为流速,以符号u表示,单位为m/s。粘性流体在管内流动时,任一截面上各点的流速沿管径而变化,管中心处流速最大,越靠近管壁,流速越小,在管壁处流速为零。为计算方便,通常所说的流速是指整个管道截面的平均流速,其表达式为: u=V/A
8、 式中:A-----与流动方向垂直的管道截面积,m2;V-----此截面的体积流量,m3/s;3、质量流量w,体积流量V,平均流速间的关系。
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