化工原理(上)总结.doc

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1、化工原理(上)总结第一章连续介质假定理:质点一个紧挨着一个，质点间无空隙，即可认为流体充满其占据的空间。气体和液体具有易变形的特征，表现出流动性。气体和液体统称为流体。液体可视为不可压缩性流体；气体可视为可压缩性流体。流体的物理性质（1）流体的密度：kg/m3；气体的密度：当压力不太高、温度不太低时，ρ可按理想气体考虑，即：或；式中：ρ0标准状态（P0=101.3kPa，T0=273K）下气体的密度，kg/m3。气体混合物：以1m3混合气体为基准式中：xv,i混合物中i组分的体积分率。理想气体混合物：，其中Mm为平均分子量：式中：yi混合物中i组分的摩尔分率，在低压下，yi=xv

2、,i。液体的密度：液体混合物，以1kg混合液体为基准式中：xw,I混合物中i组分的质量分率。流体的重度和比重：重度：单位体积的流体所具有的重量，单位为N/m3，kgf/m3。比重：液体的比重通常指其密度与水在4℃时的密度之比，即（无因次）流体的比体积（比容）v：流体的黏度：牛顿黏性定律；τ剪应力，单位面积上的内摩擦力，N/m2；du/dy速度梯度，与流动方向垂直的方向（径向）上的速度变化率，1/s；μ比例系数，即动力黏度，绝对黏度，简称黏度。1Pa·s=1N·s/m2=10P=1000cP（厘泊）1P（泊）=1dyn·s/cm2黏度的影响因素：温度对流体黏度的影响很大，气体的黏度

3、远小于液体的黏度。液体的黏度随温度的升高而减小，而气体的黏度却随温度的升高而增大。压力对液体的黏度基本没有影响，对气体黏度的影响也很小。流体静力学：流体的压力：流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，常用P表示。流体的压力具有垂直性、各方向上的均等性、连续性。压力的单位及换算1atm=1.013×105Pa=10.33mH2O=760mmHg=1atm=1.033at；1at=1kgf/cm2=9.087*104Pa=10mH2O=735.6mmHg压力的表示方法，以绝对真空（0atm）为基准计量的压力称为绝对压力，是流体的真实压力，以当地大气压为基准计量的压力称为表压或

4、真空度。表压力=绝对压力-大气压力真空度=大气压力-绝对压力；流体静力学基本方程式或应用注意事项：①方程适用于静力场中静止的单一连续流体。②静止液体内部任一点压力的大小，与液体本身密度ρ和该点距液面的高度有关，越深则其压力越大。③利用一定高度的液体柱可以表示压强差的大小，这是液柱压差计的原理。④当液面上方压力P0变化时，必以同样的大小传递到液体内部各点，这就是帕斯卡原理。⑤静止、连续的同一液体的同一水平面上，各点压力相等，即等压面为一水平面。这就是液面计的依据—连通器原理。⑥在连续、静止的同一种流体中，静压能与位能守恒。流体静力学基本方程式的应用压力测量：利用流体静力学基本方程可

5、以测量流体的静压强，使用的测压仪器一般称为液柱压差计，较为典型的有：U型管压差计、倒装U型管压差计、斜管压差计和微差压差计（双液压差计）。指示液选用原则：a.与所测流体不互溶b.与被测流体不起化学作用c.其密度应大于所测流体的密度（ρ0>ρ）d.易于观察。普通U型管压差计：；当被测流体为气体时，由于气体的密度相对于指示液的密度小得多（ρ0>>ρ），则：倒装U型管压差计斜管压差计；（倒装）；双液压差计：忽略扩大室内的液面变化时：不忽略：流体动力学：流量与流速:体积流量：单位时间内流体流过管路任一截面积的流体体积，以V表示，单位：m3/s或m3/h。所取截面应与流体流动方向相垂直。质

6、量流量：单位时间内流体流过管路任一截面积的质量，以W表示，单位：kg/s或kg/h。体积流量与质量流量的关系：（3）（平均）流速：单位时间内流体在流动方向上流过的距离，以u表示，单位：m/s。工程上，平均流速一般是以流体的体积流量除以管路横截面积：质量流速：单位时间内流体流过管路单位截面积的质量，以G表示，单位kg/(m2·s）。故在气体管路的分析和计算中，采用质量流速比较方便。稳定流动与不稳定流动：在流动系统中，如果与流动有关的各参数（u、P、ρ等）只随位置变化，不随时间变化，为稳定流动。在流动系统中，如果与流动有关的各参数（u、p、ρ等）不仅随位置变化，而且还随时间变化，为不

7、稳定流动。物料衡算－连续性方程：流体在一无分支管路中作稳定流动，如在流动过程中并没有流体的加入或泄漏，则从管路入口截面1进入的流体质量流量应等于从管路出口截面2流出的流体质量流量，这就是稳定流动的物料平衡方程式，也为连续性方程W1=W2或：u1A1ρ1=u2A2ρ2对不可压缩流体，ρ可视为常数，则：u1A1=u2A2;对于圆形管路，，则可写成说明不可压缩性流体稳定流动管路中，流速与管内径的平方成反比。机械能衡算：柏努利方程式柏努利方程形式：式中各项的单位为J/kg。其中，We为单