化工原理课件基本概念和原理

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1、一、流体静力学基本方程式P2=P+Qg（Zi-。）或P=Po+pgh注意：1、应用条件：静止的连通着的同•种连续的流体。2、压强的表示方法：绝压一大气压二表压表压常'由压强表来测量；大气压一绝压=真空度真空度常由真空表来测量。3、压强单位的换算：latm=760mmHg=10.33mHoO=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：P—P2=（Pa-P）gR处于同一水平而的液体，维持等压而的条件必须时静止、连续和同•种液体。二、定态流动系统的连续性方程式——物料衡算式pAH常数二《/]px=u2A2p2

2、==uAp=常数pA=常数，Vs=绚/4]=u2A2=/山=常数pA二常数圆形管屮流动％/u2=AJA}=dl/盃三、定态流动的柏努利方程式——能量衡算式IW1M流体:gZ]+空+红+%=gZ°+旦+丝+场p2p2讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。2、理想流体，无外功输入时,机械能守恒式:3、4、3、可压缩流体，当Ap/pK20%,仍可用上式，且P=Pmo4、注意运川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P的计算：理想气体P=PM/RT混合气体pm=p.xvX+p2xv2+…+几耳“混合液体丄二汕+邑+・・・+厶PmPmPlPn上式中：Xv,——体积分

3、率；——质量分率。6^gz,u2/2,p/P三项表示流体木身具冇的能量，即位能、动能和静压能。刀hf为流经系统的能量损失。We为流体在两截血间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne=We.ws,轴功率N=NC/H（W）2Pg2g7、IN流体=AZ+型+也+//广Iml（压头）1m3流体Au2W"=Pg/2+Ap+f七Chf[pa]而切/=毋仍,四、柏努利式屮的ZhfI.流动类型：1、雷诺准数Re及流型Re=duP/u=du/v,u为动力粘度，单位为[Pa-SJ；v=u/p为运动粘度，单位lm2/s]o层流:ReW2000,湍流:Re^4000；2000

4、<4000为不稳定过渡区。2、牛顿粘性定律t=u(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。3、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。II.流体在管内流动时的卩ri力损失Efty=hf+hf[J/kg]Iu2Apf1、直管阻力损失hfhf=A——二一口范宁公式(层流、湍流均适川).d2p层流:几打(RJB

5、JA=—或hf哈根一泊稷叶公式。湍流区(非阻力平方区)：2=/(/?.,-)；高度湍流区(阻力平方区)：A=/(-)

6、,d_d具体的定性关系参见摩擦因数图，并定量分析h『与u之间的关系。推广到非圆型管=4厂〃：4x流通截面积润湿周边长<=l.o<=0.5注：不能用g来计算截面积、流速等物理量。2、局部阻力损失hf、①阻力系数法，J£②当量长度法,hf=入土土-fd2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，Xhf=(^£(/+/<)+z<)—d2流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。流体在等径管中作稳定流动流体由丁流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长不变。流体流动吋的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能屮的静斥能项。完全湍流(阻力平方区)时，粗糙

7、管的摩擦系数数值只取决于相对粗糙度。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、卩=岭+匕+岭2、》hf=%="f2=S/?/3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）主管流量筹于并联的各管段流最之和;（3）并联各管段中管子长、育径小的管段通过的流最小。II.分支管路：1、v=v1+v2+v32、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、孔板流量计为定截而变斥差流量

8、计,用来测量管道中流体的流量。随着&增大其孔流系数C。先减小，后保持为左值。3、转子流量计为定压力变截而流最计。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,若改用转了流量计，随流量增加转了两侧压差值将不变。一、工作原理基本部件：吐笙（6〜12片后弯叶片）:泵壳（蜗壳）（集液和能量转换装置）；轴封装置（填料函、机械端曲密封）。原理：借助高速旋转的叶伦不断吸入、排出液体。注意：离心泵无自吸能力，因此在用动前必须先灌泵,n吸入管路