21世纪的《化工原理》教材

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# # 截面在基准面之上，位能值为正，在 基准面之下其值为负。
2.动能：流体因运动
而具有的能量。
动能 = mu2/2
单位流体的动能为
：
1mu2 /mu2
2
2
3. 静压能：
将流体压入流体某截 面对抗前方流体的压 力所做的功。
静压能=力距离
[ J/kg ]
单位流体的静压能为
qv PA
A m
= P/
u3
u1
(
d1 d3
)2
=2.04 m/s
qv’ = 2qv
u’ = 2u
u1 = 2u
u1
四. 理想流体的伯努利方程
丹尼尔.伯努利(1700-1782) ，生于科学世家。
是瑞士物理学家,数学家,医 学家。
曾任医学、解剖学、植物学、物理学、哲 学教授。
（一）理想流体的伯努利方程
推导依据：能量守恒（机械能）
B
R
Ah
PA= PB
PA= gh + P0
PB= Hg g R+P0
h = 13600 0.1 / 1250
如接另一稍短X米的管 子可测料液的密度?
p
p
气体
h=P/(H2Og)
R
P=gR
R 软布、重钟罩
mg=gRA
气
水
真空表
气 R
已知：抽真空装置的真空表读数为80kPa ，求气压管中水上升的高度。
重点
流速、流量、压强、管径、扬程、功率
第一节 流体静力学
研究外力作用下的平衡规律
一、流体的压力
1.定义： 流体垂直作用于单位面积上的力。
P=F/A
N/M2 Pa

若 dx/dt =ux、dy/dt =uy、dz/dt =uz
d ∂ ∂ ∂ ∂ = + ux + uy + uz dt ∂t ∂x ∂y ∂z
第一章 流体力学基础
对流导数项
12
作业
P75-77 2、5 、7(读数h)、9,10,11,14
第一章 流体力学基础
13
1.3 流体流动的基本方程 1.3.1 基本概念 质量衡算---连续性方程方程 1.3.2 质量衡算--连续性方程方程 1.3.3 机械能衡算
第一章 流体力学基础
1
1.3.1 基本概念
质量守恒 三大守恒定律 动量守恒 能量守恒
第一章 流体力学基础
2
1.3.1 基本概念
一、粘性——牛顿粘性定律 粘性 牛顿粘性定律
影响因素：主要有温度、压力、 影响因素：主要有温度、压力、组成
T ↑, µ L ↓, µ G ↑
第一章 流体力学基础
4
1.3.1 基本概念
非牛顿型流体
τ
宾汉塑性流体 宾汉塑性流体 牛顿流体
τ0
涨塑性流体
假塑性流体
du/dy
第一章 流体力学基础
5
运动粘度
单位：1St=1cm2/s=100cSt =10-4m2/s
µ ν= ρ
简称斯
不同流体的粘度差别很大。在压强为101.325kPa、 温度为20℃的条件下，空气、水和甘油的动力粘度和运 动粘度为： 空气 µ＝17.9×10-6 Pa s， γ ＝14.8×10 -6 m2/s 水 µ ＝1.01×10 -3 Pa s， 甘油 µ ＝1.499Pa s， γ ＝1.01×10 -6 m2/s γ ＝1.19×10 -3 m2/s

实验原理理解
深入理解实验的基本原理，为实验操作和结果分析提供理论依据。
实验数据处理与分析方法
数据记录与整理
掌握实验数据的记录方法，以及如何整理和筛选有效数据 。
误差分析
了解误差的来源和其对实验结果的影响，掌握误差分析和 减小误差的方法。
数据分析与处理
掌握常用的数据处理和分析方法，如平均值、中位数、标 准差等。
物质从高浓度区域向低浓度区域 的转移过程。
传质速率
表示物质转移快慢的物理量，与 扩散系数、浓度差和传质面积成
正比。
扩散系数
表示物质在介质中扩散快慢的物 理量，与物质的性质、温度和压
力有关。
吸收
吸收过程
利用混合气体中各组分在液体溶剂中的溶解度差异，使气体混合 物中的有害组分或杂质组分被吸收除去的过程。
在制药工业和食品工业中，化工原理 涉及药物的合成、分离和提纯，以及 食品的加工和保藏等环节。
02
流体流动
流体静力学
总结词
描述流体在静止状态下的压力、密度和重力等特性。
详细描述
流体静力学主要研究流体在静止状态下的压力分布、流体对容器壁的压力以及 流体与固体之间的作用力。它涉及到流体的平衡性质和流体静压力的基本规律 。
利用气体在液体中的溶解度差异，通过鼓入空气或通入其他气体 产生泡沫而实现分离的方法。
05
化学反应工程
化学反应动力学基础
1 2 3
反应速率与反应机理
介绍反应速率的定义、计算方法以及反应机理的 基本概念，阐述反应速率的测定和影响因素。
反应动力学方程
介绍反应动力学方程的建立、求解及其在化学反 应工程中的应用，包括速率常数、活化能等参数 的确定方法。
对流传热速率方程

2-2
1-1
Ws1
Ws2
如上图所示：
根据质量守恒定律，有：
Ws1=Ws2
而 Ws1=u1·A1·ρ1
Ws2=u2·A2·ρ2
A1=d12·π/4
A2=d22·π/4
代入有： u1/u2= d22/ d12与柏努利方程 流体在做定态流动时，根据能量守恒定律，对任意截面进行能量衡算。 1、定态流动时的总能量衡算 A、内能 物质内部能量的总和，用U表示。单位是:kJ/kg B、位能 物体因受重力作用，在不同的高度所具有的能量。m.g.z(kJ/kg) C、动能 物体因运动而具有的能量。m·u2/2 D、静压能 流体的静压强是推动流体流动的动力，即静压强对流体做功。p·Vs〔kJ/kg〕 E、热 流体温度变化，而带来的热能的变化，被加热那么为为正，被冷却那么为负。 用Q来表示。〔kJ/kg〕 F、功 流体流动获得机械能为正〔用We来表示〕；流体损失机械能为负(用Hf表示)。
∑Q1=∑Q0+QL
∑Q1——随物料进入衡算范围的总热量〔KJ或KW〕;
∑Q0——随物料流出衡算范围的总热量〔KJ或KW〕;
QL——向衡算范围以外损失的总热量〔KJ或KW〕。
3、平衡关系 物系在自然发生变化时，其变化必然趋向一定方向，如任其开展，结 果必然到达一定的平衡状态。 在平衡状态下，物系的温度、组成、压强等均到了宏观的停止。 在平衡状态被人为打破后，物系将从新趋向新的平衡。 平衡状态是物系变化的极限，是实际操作所追求的理想条件。是我们 推知单元操作能否进行和能进行到何中程度的依据，也是我们进行设备工 艺尺寸设计的理论依据。 4、过程速率 物系处于非平衡状态，就必然发生使物系趋向于平衡的过程。但是以 什么样的速度趋向于平衡，这并不决定于平衡关系。而是决定于多种因素。 一般我们用过程速率来表示：