化工原理(上)总结.doc

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1、化工原理(上)总结　　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Vm=ρkg/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RTPMVm==ρ或000ρTρρPT=；4.220M=ρ式中ρ0标准状态（P0=101.3kPa，T0=273K）下气体的密度，kg/m3。　　气

2、体混合物以1m3混合气体为基准?=i?=nivimx1,ρρ式中xv,i混合物中i组分的体积分率。　　理想气体混合物RTPMmm=ρ，其中Mm为平均分子量)(??=iimyMM式中yi混合物中i组分的摩尔分率，在低压下，yi=xv,i。　　液体的密度液体混合物，以1kg混合液体为niwx,1ρρmgGργ===比重液体的比重通常指其密度与水在4℃时的密度基准?=i=im1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。　　gVV之比，即100

3、04w4w4ργγρρ≈==d（无因次）流体的比体积（比容）vρν1==mV流体的黏度牛顿黏性定律dyduμτ=；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

4、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真空度。　　表压力=

5、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()2112ZZgPP?+=ρ或ghPPρ+=02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PP(021ρ?=?PP=Δ1()gRppρρα?=?sin()gRppρ

6、ρ?=?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、PPP21=?=Δ0121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0xx1程可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；

7、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ρVW=　　（3）（平均）流速单位gR=)ρPgR(ρgR?0?0P)(ρρR=ρ=≈?gRgRgρρρ(

8、≈??)2gDdPP?????+?Δ0220xx1)()ρρ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AVu=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）。　　ρuρAVAWG===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