化工原理复习要点.doc

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1、1．流体的密度单位体积的流体所具有的流体质量称为密度，以ρ表示，单位为kg/m3。（1）流体的密度基本上不随压强变化，随温度略有改变，可视为不可压缩流体。纯液体密度值可查教材附录或手册。混合液的密度，以1kg为基准，可按下式估算：（2）气体的密度随温度和压强而变，可视为可压缩流体。当可当作理想气体处理时，用下式估算：或对于混合气体，可采用平均摩尔质量Mm代替上式中的M，即1．流体的静压强垂直作用于流体单位面积上的表面力称为流体的静压强，简称压强，俗称压力，以p表示，单位为Pa。压强可有不同的表示方法：

2、（1）根据压强基准选择的不同，可用绝压、表压、真空度（负表压）表示。表压和真空度分别用压强表和真空表度量。表压强=绝对压强-大气压强；真空度=大气压强-绝对压强（2）工程上常采用液柱高度h表示压强，其关系式为p=ρgh1．2流体静力学基本方程式对于不可压缩流体，有：或流体静力学基本方程的应用条件及意义流体静力学基本方程式只适用于静止的连通着的同一连续的流体。该类式子说明在重力场作用下，静止液体部的压强变化规律。平衡方程的物理意义为：（1）总势能守恒流体静力学基本方程式表明，在同一静止流体中不同高度的流

3、体微元，其静压能和位能各不相同，但其两项和（称为总势能）却保持定值。（2）等压面的概念当液面上方压强p0一定时，p的大小是液体密度ρ和深度h的函数。在静止的连续的同一液体，处于同一水平面上各点的压强都相等。（3）传递定律当p0变化时，液体部各点的压强p也发生同样大小的变化。（4）液柱高度表示压强或压强差改写流体静力学基本方程式可得：上式说明压强差（或压强）可用一定高度的液体柱表示，但一定注明是何种液体。1．3流体静力学基本方程式的应用以流体静力学基本方程式为依据可设计出各种液柱压差计、液位计，可进行液

4、封高度计算，根据的大小判断流向。但需特别注意，U形管压差计读数反映的是两测量点位能和静压能两项和的差值。应用静力学基本方程式进行计算时，关键一环是等压面的准确选取。2．1定态流动系统的连续性方程式在定态流动系统中，对直径不同的管段作物料衡算，以1s为基准，则得到常数当流体可视为不可压缩时，密度可视为常数，则有常数应用连续性方程时，应注意如下两点：1）在衡算围，流体充满管道，并连续不断地从上游截面流入，从下游截面流出。（2）连续性方程式反映了定态流动系统中，流量一定时，管路各截面上流速的变化规律。此规律

5、与管路的安排和管路上是否装有管件、阀门及输送机械无关。这里的流速指单位管道横截面上的体积流量，即对于不可压缩流体，流速和管径的关系为当流量一定且选定适宜流速时，利用连续性方程可求算输送管路的管径，即15用上式计算出管径后，要根据管子系列规格选用标准管径。2．2机械能衡算方程式——柏努利方程式具有外功加入、不可压缩粘性流体定态流动的柏努利方程为式中的为输送机械对1kg流体所作的有效功，或1kg流体从输送机械获得的有效能量。式中各项单位均为J/kg。当流体不流动时，u=0，，也不需要加入外功，于是有：可见

6、流体静力学基本方程式为柏努利方程式的一个特例。2．2．2理想流体的柏努利方程式此式表明，理想流体作定态流动时，任一截面上1kg流体所具有的位能、静压能与动能之和为定值，但各种形式的机械能可以互相转换。柏努利方程式的讨论（1）柏努利方程式的适用条件由推导过程可知，柏努利方程式适用于不可压缩流体定态连续流动。（2）理想流体的机械能守恒和转化1kg理想流体流动时的总机械能是守恒的，但不同形式的机械能可互相转化。注意区别式中各项能量所表示的意义式中的gZ、u2/2、p/ρ指某截面上1kg流体所具有的能量；为两

7、截面间沿程的能量消耗，它不能再转化为其他机械能；是1kg流体在两截面间获得的能量，是输送机械重要参数之一。由可选择输送机械并计算其有效功率，即若已知输送机械的效率η，则可计算轴功率，即：（4）柏努利方程式的基准1N流体（工程制柏努利方程式）：式中各项单位均为J/N或m。He为输送机械的有效压头，Hf为压头损失，Z、u2/2g、p/ρg分别称为位压头、动压头和静压头。1m3流体：式中各项单位均为J/m3或Pa。HT称为风机的全风压，是选择风机的重要参数之一。（5）柏努利方程式的推广①可压缩流体的流动：若

8、索取系统中两截面间气体压强变化小于原来绝对压强的20%时，则用两截面间流体的平均密度代替。②非定态流动：对于非定态流动的任一瞬间，柏努利方程式仍成立。3．流体在管的流动规律及流动阻力3．1两种流型3．1．1雷诺实验和雷诺准数雷诺于1883年设计了雷诺实验。实验中发现三种因素影响流型，即流体的性质（主要为ρ、μ）、设备情况（主要为d）及操作参数（主要为u）。对一定的流体和设备，可调参数为u。雷诺综合如上因素整理出一个无因次数群——雷诺准数：是一个无因次数群