流体流动及流体输送机械

流体流动、流体输送机械习题主要计算公式：1、流体静力学根本方程式：ghp p ρ+=0或2、流体的速度、体积流量、质量流量 及质量流速之间的关系：uAq v =圆管：24d q u vπ=ρρuA q q v m ==ρρu A q A q G v m ===3、稳定流动时的连续性方程： 对任一截面：常数==m q uA ρ对不可压缩流体：常数=uA4、柏努利方程：2211221222u p u p gz gz ρρ++=++不可压缩、有外功参加的实际流体柏努利方程：∑+++=+++fe h p u gz w p u gz ρρ2222121122或∑+∆+∆+∆=fe h pu z g w ρ225、流体通过直管的摩擦阻力：22u d l h f λ=6、摩擦因数〔系数〕λ层流〔2000≤e R 〕：ρμλdu R e 6464==层流时直管摩擦阻力：p g z ρ+=常数232d g lu h f ρμ=湍流〔5310~103⨯=e R 〕，且在光滑管内流动时：25.03164.0eR =λ柏拉修斯〔Blasius 〕式7、局部阻力计算〔1〕当量长度法22u d l h e f λ=〔2〕阻力系数法2u 2ξ=f h8、流体输送设备消耗的功率ηW q ηH ρgq ηP P em v e a ===Hρgq P v e =9、并联管路321V V V V ++=BfA f f f h h h h -∆=∆=∆=∆32110、分支管路21V V V +=1f01210200h ρP 2u gz ρP 2u gz 1-∑+++=++2f0222h ρP 2u gz 2-∑+++=常数=11、毕托管〔皮托管〕 ρρ)2gR(ρu i -=12、孔板流量计：ρρ)2gR(ρA C q i 00v -=13、离心泵的安装高度〔防止汽蚀〕 〔1〕允许吸上真空〔高〕度HS ：是指泵入口处P1可允许到达的最高真空度，其表达式为：ρgP P H 1a S -=HS — 离心泵的允许吸上真空高度， m 液柱；Pa — 大气压，N/m2；ρ—被输送液体的密度，kg/m3如图，以贮槽液面为基准，列出槽面0—0与泵入口那么：fH ∑---=2gu ρg P P H 211a g 〔a 〕fH ∑--=∴2g u H H 21S g 此式用于计算泵的安装高度↓↓→↑→2211u u d↓∑↓→↓↑f H 管件l d〔2〕汽蚀余量h ∆：ρgP )2g u ρg P (Δh v211-+=静压头动压头将此式代入上面的〔a 〕式中，有：h H f ∆-∑--=g P ρg P H va g ρ习题：1、用离心泵将池中水送到高位槽，管路总长100m 〔包括当量长〕，其中压力表后为80m ，管路摩擦系数0.025，管内径0.05m ，当流量为10m3/h 时泵效率为80%，求：〔1〕泵的轴功率；〔2〕压力表读数。

《化工原理》重点介绍各主要化工单元操作的基本原理、典型设备和相关汁算，内容包括绪论、流体流动、流体输送机械、非均相物系分离、传热、蒸发、吸收、蒸馏、干燥以及附录。

1.以流体流动(动量传递)为基础阐述流体输送、非均相物系分离相关单元操作；2.以热量传递为基础阐述换热器及蒸发单元操作；3.以质量传递为基础阐述吸收、精馏传质单元操作，4.具有热量、质量同时传递特点的干燥操作。

5.以物料衡算、能量衡算为主线，强调应用基本概念和原理分析、解决工程实际问题。

《化工原理》考试大纲考试内容：流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离、传热、蒸馏、吸收、蒸馏和吸收塔设备、干燥、蒸发。

考试要求：一、流体流动（以柏努利方程为主线）通过本章的学习，掌握流体流动的基本规律、管内流动的规律，并应用这些原理和规律去分析和解决流动过程中的有关问题。

1、掌握流体静力学基本方程式及其应用；2、掌握连续性方程式及其应用；3、掌握柏努利方程的物理意义、应用范围及其解题计算；4、掌握流体阻力、流量、雷诺系数等之间的关系；5、掌握流动类型及其判断依据；6、掌握管路计算方法；7、掌握主要流量测量手段的基本原理、适用范围；8、了解管路串、并联的阻力、流量的关系。

二、流体输送机械通过本章的学习，了解掌握管路系统对输送机械的要求。

1、掌握常用泵的主要性能参数、特性曲线；2、掌握常用泵的使用操作要点，如串并联、开启、关闭等；3、了解常用泵和风机的基本性能和适用范围。

三、非均相物系的分离通过本章的学习，了解掌握沉降和过滤两种机械分离操作的基本原理、典型设备的结构与特性。

1、掌握沉降分离的原理、沉降过程及影响因素；2、掌握斯托克斯公式；3、掌握除尘设备的基本原理和选型；4、了解各种机械分离方法的优缺点及其适用范围；四、传热通过本章的学习，了解掌握传热的基本原理、传热规律，并运用其去分析和计算传热过程的有关问题。

1、掌握传热的基本方程式；2、掌握各种传热、导热系数的定义、单位及其差异；3、掌握单、多壁圆筒热传导速率方程及其应用；4、掌握列管换热器的计算；5、掌握强化换热的手段；6、了解傅立叶定律和辐射速率方程；7、了解边界层和保温层基本概念。

化工原理流体输送机械
流体输送机械，是化工工程中常用的一类设备，其主要功能是将液体或气体从一个地方输送到另一个地方。

常见的流体输送机械有管道、泵、阀门等。

管道是流体输送的基础设施。

管道可以分为直接埋设在地下的地下管道和架空或隧道中的地上管道。

管道的材料可以选择金属、塑料、橡胶等。

泵是常用的流体输送机械之一。

泵的工作原理是利用旋转运动或往复运动产生的压力差，将液体或气体推动到设定的位置。

泵的种类很多，常见的有离心泵、容积泵、螺杆泵等。

阀门在流体输送中起到控制流体流动的作用。

阀门可以分为手动阀、自动阀和电动阀等。

通过控制阀门的开关状态，可以调节流体的流动速度和流量。

除了上述常见的流体输送机械，还有一些其他的设备和工艺可以用于特定的流体输送需求。

例如，喷雾器可以将液体变成雾状或气雾状进行输送；干燥器可以将湿润的固体物料转化为干燥的状态进行输送。

在化工生产中，正确选择和使用流体输送机械是非常重要的。

不同的流体输送机械具有不同的工作原理和适用范围，需要根据具体的流体性质和输送要求进行选择。

同时，合理设计和布置流体输送系统，合理设置管道和阀门，也是确保流体输送稳定和安全的关键。

流体流动过程及流体输送设备第⼆章流体流动过程及流体输送设备⼀、填空题1.离⼼泵的主要部件有（）、（）和（）。

2. 离⼼泵的泵壳制成蜗壳形，其作⽤有⼆：（1），（2）。

3. 离⼼泵的主要性能参数有（1）、（2）、（3）、（4）等。

4. 离⼼泵特性曲线包括、、和三条曲线。

它们是在⼀定下，⽤常温为介质，通过实验测得的。

5. 离⼼泵的压头（⼜称扬程）是指，它的单位是。

6. 某设备的真空表读数为500mmHg，设备外环境⼤⽓压强为640mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。

7. 流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_________形曲线，中⼼最⼤速度为平均速度的____________倍。

此时摩擦系数λ与__________⽆关，只随__________加⼤⽽_______________。

8. ⽜顿粘性定律表达式为___________________________，它只适⽤于_____________型流体。

9. 流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数λ与________及________有关。

在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于___________线。

10. 边长为a的正⽅形管道，其当量直径de为________________。

11. 在定态流动系统中，⽔连续地从粗圆管流⼊细圆管，粗管内径为细管的2倍。

则细管内⽔的流速为粗管内流速的___________倍。

12. 流体在圆管内流动时的摩擦阻⼒可分为__________________和_____________两种。

局部阻⼒的计算⽅法有___________法和_________法。

13. 在静⽌的同⼀种连续流体的内部，各截⾯上___________能与__________能之和为常数。

14. 法定单位制中，粘度的单位为_________________,在cgs制中粘度的单位为_______________________，他们之间的关系是________________。

《化工原理》公式总结第一章 流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程：ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 4. 实际流体机械能衡算方程：fW p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数：λμρ64Re ==du6. 范宁公式：ρρμλfp d lu u d l Wf ∆==⋅⋅=223227. 哈根-泊谡叶方程：232d lu p f μ=∆8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ流产突然缩小：⎪⎭⎫⎝⎛-=2115.0A A ξ 9. 混合液体密度的计算：n wnBwB A wA m x x x ρρρρ+++=....1ρ液体混合物中个组分得密度，10.Kg/m 3,x--液体混合物中各组分的质量分数。

10 。

表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强11. 体积流量和质量流量的关系：w s =v s ρ m 3/skg/s整个管横截面上的平均流速：AVs =μ A--与流动方向垂直管道的横截面积，m 2流量与流速的关系： 质量流量：μρ===Av A w G ss G 的单位为：kg/(m 2.s)12. 一般圆形管道内径：πμsv d 4= 13. 管内定态流动的连续性方程：常数=====ρμρμρμA A A s w (222111)表示在定态流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变，而流速u 随管道截面积A 及流体的密度ρ而变化。

对于不可压缩流体的连续性方程：常数=====A A A s v μμμ (2211)体积流量一定时流速与管径的平方成反比：()22121d d =μμ 14.牛顿黏性定律表达式：dyduμτ= μ为液体的黏度1Pa.s=1000cPρμρA v w s s ==15平板上边界层的厚度可用下式进行评估：对于滞留边界层5.0Re 64.4xx=δ 湍流边界层2.0Re 376.0xx=δ式中Re x 为以距平板前缘距离x 作为几何尺寸的雷诺数，即μxp u sx=Re ，u s 为主流区的流 速16 对于滞留流动，稳定段长度x 。

流体输送机械的作用
流体输送机械是一类用于输送流体（如液体和气体）的设备，它们在各种工业、工程和科学应用中起着重要作用。

这些机械的主要作用包括：
1.泵送流体：泵是最常见的流体输送机械，它们被用来提供机械
能，以便将液体从一个地方输送到另一个地方。

泵可以用于提
供水供应、卫生设施、化工生产、石油开采等各种应用。

2.压缩气体：压缩机是用于增加气体的压力的机械设备。

它们常
用于将空气压缩成高压气体，以满足各种应用中的需求，如工
业自动化、制冷、气体储存等。

3.混合和搅拌：搅拌机和混合器用于混合不同成分的液体或气体，
以获得所需的混合物。

这在化工、食品加工、制药等领域中非
常重要。

4.分离：离心分离机和过滤器等设备用于将固体颗粒从液体中分
离出来，或者分离液体混合物中的不同组分。

这在废水处理、
矿业、食品加工等领域中有广泛应用。

5.控制流动：阀门和调节器等设备用于控制流体的流动，包括调
节流速、方向和压力，以满足特定的工艺要求。

6.能源转换：涡轮机、发电机和涡轮发动机等设备可将流体的能
量转化为机械能或电能，用于发电、动力传输和推进系统。

总之，流体输送机械在许多工业和科学领域中起着至关重要的作用，用于处理、输送和控制流体，以满足各种工艺和应用的需求。

这
些机械的性能和设计取决于具体的应用和流体特性。

第一章 流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程：ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算方程：f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数：μρdu =Re6. 范宁公式：ρρμλfp d lu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 7. 哈根-泊谡叶方程：232d lup f μ=∆ 8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ流产突然缩小：⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2115.0A A ξ第二章 非均相物系分离1. 恒压过滤方程：t KA V V V e 222=+令A V q /=，A Ve q e /=则此方程为：kt q q q e =+22第三章 传热1. 傅立叶定律：n t dAdQ ϑϑλ-=，dxdt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系：)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率：bt t AQ 21-=λ，或mA b tQ λ∆=4. 单层圆筒壁的定态热传导方程： )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b tt Q λ21-=5. 单层圆筒壁内的温度分布方程：C r l Qt +-=ln 2λπ（由公式4推导）6. 三层圆筒壁定态热传导方程：34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-=7. 牛顿冷却定律：)(t t A Q w -=α，)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数223μρβtl g Gr ∆= 9. 流体在圆形管内做强制对流：10000Re >，1600Pr 6.0<<，50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=，或kCp du d ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8.0023.0，其中当加热时，k=，冷却时k= 10. 热平衡方程：)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+=无相变时：)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=，若为饱和蒸气冷凝：)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数：21211111d d d d b K m ⋅+⋅+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程：212121211111d d R R d d d d b K s s m ⋅++⋅+⋅+=αλα 13. 总传热速率方程：t KA Q ∆=14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--22111112211lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--22111122111lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程：2221ln p m c q KAt T t T =--第四章 蒸发1. 蒸发水量的计算：110)(Lx x W F Fx =-=2. 水的蒸发量：)1(1x x F W -= 3. 完成时的溶液浓度：WF F x -=4. 单位蒸气消耗量：rr D W '=，此时原料液由预热器加热至沸点后进料，且不计热损失，r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热 5. 传热面积：mt K QA ∆=，对加热室作热量衡算，求得Dr h H D Q c =-=)(，1t T t -=∆，T 为加热蒸气的温度，t 1为操作条件下的溶液沸点。

化工基础-流体输送及机械导言化工工程是利用物理、化学和生物学原理来设计、操作和控制化学过程的科学和工程学科。

在化工过程中，流体输送和机械装置是不可或缺的组成部分。

本文将介绍化工过程中流体输送和机械装置的基础知识，包括流体输送的原理、流体的性质和流体行为、常见的机械装置以及它们在化工工程中的应用。

一、流体输送的原理1. 流体输送的定义流体输送是指将液体或气体从一个地方输送到另一个地方的过程。

在化工工程中，流体输送通常是通过管道进行的。

2. 管道输送的原理管道输送是流体输送的常见方式之一。

它的原理是利用管道内的压力差来推动流体的流动。

通过控制管道内的压力和流速，可以实现流体在管道中的输送。

二、流体的性质和流体行为1. 流体的性质流体的性质包括密度、粘度、表面张力等。

这些性质对流体的输送和机械装置的设计都有影响。

2. 流体行为在流体输送和机械装置中，流体的行为对于流体的流动和机械装置的性能起到重要的作用。

流体的行为包括流态、流动模式、流动速度等。

三、常见的机械装置1. 泵泵是常见的机械装置之一，用于将液体从一个地方抽出或推入另一个地方。

根据其工作原理和结构，泵可以分为离心泵、容积泵等。

2. 压缩机压缩机是将气体压缩并推送到管道或储罐中的机械装置。

根据其工作原理和结构，压缩机可以分为容积式压缩机、离心式压缩机等。

3. 阀门阀门用于控制管道中流体的流动。

根据其结构和控制方式，阀门可以分为截止阀、调节阀等。

四、流体输送和机械装置在化工工程中的应用流体输送和机械装置在化工工程中有着广泛的应用。

它们可以用于输送各种流体，例如原料、中间产品和最终产品。

同时，它们也可以用于控制和调节流体的流动，以满足化工工程的生产要求。

常见的应用包括液体输送、气体输送、混合和分离等。

例如，在化工生产中，通过泵将液体从储罐输送到反应器中，然后通过压缩机将生成的气体送入分离设备进行分离。

结论流体输送和机械装置是化工工程中不可或缺的组成部分。