化工原理流体

化工原理流体流体是指物质能够流动的状态，流体力学是研究流体运动和力学性质的科学。

本文将从分子动理论和流体运动两个方面介绍化工原理中的流体。

一、分子动理论根据分子动理论，流体是由大量微小分子构成的。

这些分子在热运动作用下，会相互碰撞并产生压力。

流体的性质受到分子间作用力、分子间距离和分子速度分布的影响。

1. 分子间作用力液体和固体的分子间作用力比较大，使得它们具有一定的体积和形状；气体的分子间作用力相对较小，其体积可忽略不计。

分子间作用力取决于分子间的相互作用，如静电作用、范德华力等。

2. 分子间距离在液体和固体中，分子之间的距离较近，可以近似为固定不动的；而在气体中，由于分子间作用力较小，分子之间的距离相对较远。

3. 分子速度分布根据麦克斯韦速度分布定律，分子在流体中的速度是一种统计分布。

平均速度与温度成正比，温度越高，分子速度越快。

二、流体运动流体运动可以分为定常流动和非定常流动。

定常流动是指流体在任意两个相邻点上的流动状态相同，流速、流量、压力等参数在空间和时间上都保持不变。

而非定常流动则是与时间和空间有关的，流动参数会随时间和位置的改变而变化。

在流体运动中，有四个基本方程来描述流体的守恒关系，即质量守恒方程、质量平衡方程、能量守恒方程和动量守恒方程。

通过这些方程，可以计算流体的流速、流量、压力等参数。

总结：化工原理中的流体是由大量微小分子构成的，其性质受到分子间作用力、分子间距离和分子速度分布的影响。

流体运动可以分为定常流动和非定常流动，通过质量守恒、质量平衡、能量守恒和动量守恒方程可以描述流体的守恒关系。

化工原理流体知识点总结一、流体的基本性质1. 流体的定义流体是指在受到作用力的情况下，能够流动的物质，包括液体和气体。

2. 流体的分类（1）牛顿流体：满足牛顿流体定律的流体，即剪切应力与剪切速率成正比。

（2）非牛顿流体：不满足牛顿流体定律的流体，如塑料、胶体等。

3. 流体的性质（1）密度：单位体积流体的质量，通常用ρ表示，单位kg/m³。

（2）粘度：流体流动时的内部摩擦阻力，通常用η表示，单位Pa·s或mPa·s。

（3）表观黏度：流体在管道中流动时表现出的粘度，通常用μ表示，单位Pa·s或mPa·s。

（4）流变性：流体在外力作用下的形变特性，包括剪切流变和延伸流变。

4. 流体的运动（1）层流：流体呈层状流动，流线平行且不交叉。

（2）湍流：流体呈旋涡形式混合流动，流线交叉且无规律。

二、流态力学1. 流体静压（1）静压力：流体在容器中受到的压力，通常用P表示，单位Pa。

（2）流体的压强：P = ρgh，其中ρ为流体密度，g为重力加速度，h为液面高度。

（3）帕斯卡定律：在静止流体中，内部任意一点的压力均相等。

2. 流体动压（1）动压力：流体在流动状态下受到的压力。

（2）动压公式：P = 0.5ρv²，其中ρ为流体密度，v为流体的流速。

3. 流体的质量守恒（1）连续方程：描述流体在流动中的质量守恒关系。

（2）连续方程公式：ρ1A1v1 = ρ2A2v2，其中ρ为流体密度，A为管道横截面积，v为流速。

4. 流体的动量守恒（1）牛顿第二定律：描述流体在流动中的动量守恒关系。

（2）牛顿第二定律公式：F = ρQ(v2 - v1)，其中F为管道上流体受到的合力，Q为流体流量，v为流速。

三、流体的运动1. 流体的流动类型（1）层流：小阻力、流速较慢。

（2）湍流：大阻力、流速较快。

2. 流体的流动参数（1）雷诺数：描述流体流动状态的无量纲参数，Re = ρvD/η，其中D为管道直径。

第一章流体流动一、流体静力学：压强，密度，静力学方程二、流体基本方程：流速流量，连续性方程，伯努利方程三、流体流动现象：牛顿粘性定律，雷诺数，速度分布四、摩擦阻力损失：直管，局部，总阻力，当量直径五、流量的测定：测速管，孔板流量计，文丘里流量计六、离心泵：概述，特性曲线，气蚀现象和安装高度8■绝对压力：以绝对真空为基准测得的压力。

■表压/真空度 ：以大气压为基准测得的压力。

表 压 = 绝对压力 － 大气压力真空度 = 大气压力 － 绝对压力1.1流体静力学1.流体压力/压强表示方法绝对压力绝对压力绝对真空表压真空度1p 2p 大气压标准大气压：1atm = 1.013×105Pa =760mmHg =10.33m H 2O112.流体的密度Vm =ρ①单组分密度),(T p f =ρ■液体：密度仅随温度变化（极高压力除外），其变化关系可从手册中查得。

■气体：当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算注意：手册中查得的气体密度均为一定压力与温度下之值，若条件不同，则需进行换算。

②混合物的密度■ 混合气体：各组分在混合前后质量不变，则有nn 2111m φρφρφρρ+++= RTpM m m=ρnn 2211m y M y M y M M +++= ■混合液体：假设各组分在混合前后体积不变，则有nmn12121w w w ρρρρ=+++①表达式—重力场中对液柱进行受力分析：液柱处于静止时，上述三力的合力为零:■下端面所受总压力 A p P 22=方向向上■上端面所受总压力 A p P 11=方向向下■液柱的重力)(21z z gA G -=ρ方向向下p 0p 2p 1z 1z 2G3.流体静力学基本方程式g z p g z p 2211+=+ρρ能量形式)(2112z z g p p -+=ρ压力形式②讨论：■适用范围：适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体；■物理意义：在同一静止流体中，处在不同位置流体的位能和静压能各不相同，但二者可以转换，其总和保持不变。

第一章流体流动1.1概述1.1.1 流体流动是各单元操作的基础化工生产中，经常应用流体流动的基本原理及其流动规律：流体的输送、压强、流速和流量的测定、为强化设备提供适宜的流动条件等。

流程分析：流体（水和煤气）在泵（或鼓风机）、流量计以及管道中流动等，是流体动力学问题。

流体在压差计，水封箱中的水处于静止状态，则是流体静力学问题。

为了确定流体输送管路的直径，需要计算流体流动过程产生的阻力和输送流体所需的动力。

根据阻力与流量等参数选择输送设备的类型和型号，以及测定流体的流量和压强等。

流体流动将影响系统中的传热、传质过程等，是其他单元操作的主要基础。

1.1.2 连续介质假定连续性假定：研究流体在静止和流动状态下的规律性时，常将流体视为由无数质点组成的连续介质。

所谓流体质点是指含有大量分子的极小单元或微团。

1.1.3 流体流动中的作用力在流体中任取一微元体积作为研究对象，进行受力分析，它受到的力有表面力和质量力两类。

表面力与作用的表面积成正比，单位面积上的表面力称之为应力。

通常可以将表面力分解为法向分力与切向分力，如图1.1.2所示。

法向应力总是垂直且指向流体微元之任一表面。

单位面积上的法向力又称之为压强。

单位面积上的切向力称之为剪切应力F c（N/m2）。

静止流体不能承受任何剪切力，所以，只有法向力。

1.1.4 流体的特征和密度及其压缩性流体：液体和气体统称为流体。

流体区别于固体的主要特征是具有流动性，其形状随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。

密度是流体的物理性质。

液体的密度几乎不随压强而变化，但温度对液体密度有一定影响。

液体的密度可由实验测定或用查找手册计算的方法获取。

气体的密度随温度和压强而变化，而且比液体显著得多，因此要根据温度及压强条件来确定气体的密度。

1.2 流体静力学流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强变化的规律。

1.2.1 流体的压强及其特性Array工程上，习惯上常常将压强称之为压力，流体的压力除了用不同的单位来计量外，还可以用如图所示的不同的计量基准来表示: 绝对压力、表压、真空度。