化工原理讲稿1(第七章)
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第一章 流体流动一、压强1、单位之间的换算关系:1atm = 101.33kPa = 10330kgf / m 2 = 10.33mH 2 O = 760mmHg2、压力的表示 (1)绝压:以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强(简称绝压) ,是流 体的真实压强。
(2)表压:从压力表上测得的压力,反映表内压力比表外大气压高出的值。
表压=绝压-大气压(3)真空度:从真空表上测得的压力,反映表内压力比表外大气压低多少真空度=大气压-绝压 3、流体静力学方程式p = p 0 + p gh 二、牛顿粘性定律F du A dyτ为剪应力;dudy为速度梯度; 为流体的粘度; 粘度是流体的运动属性, 单位为 Pa ·s ;物理单位制单位为 g/(cm · s),称为 P(泊), 其百分之一为厘泊 cp1Pa g s = 1P = 1cP液体的粘度随温度升高而减小,气体粘度随温度升高而增大。
三、连续性方程若无质量积累,通过截面 1 的质量流量与通过截面 2 的质量流量相等。
p 1u 1A 1 = p 2u 2 A 2对不可压缩流体u 1A 1 = u 2 A 2即体积流量为常数。
四、柏努利方程式单位质量流体的柏努利方程式:g z +u 22+ pp= We xhfgz + + = E 称为流体的机械能2 p单位重量流体的能量衡算方程:u 2 pz ++ = He Hf2g pgT = =u 2 p(1)阻力系数法z :位压头(位头);u 2:动压头(速度头) ; p:静压头(压力头) 2g p g有效功率: Ne = WeWs 轴功率: Nen 五、流动类型雷诺数: Re =dup 山Re 是一无因次的纯数,反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。
(1)层流:Re 共 2000: 层流 (滞流), 流体质点间不发生互混, 流体成层的向前流动。
圆管内层流时的速度分布方程:u r = u max (1- r 2R 2) 层流时速度分布侧型为抛物线型 (2)湍流Re > 4000 :湍流(紊流),流体质点间发生互混,特点为存在横向脉动。
第一单元动量传递绪论一、化工过程产品2.引出单元操作的概念(化工过程由若干单元操作和反应过程串联而成)。
二、单元操作1.单元操作概念:化工生产中,设备相似、原理相近、基本过程相同的生产过程称为单元操作。
2.单元操作分类:三传一反——P2表0-1(1)动量传递(传动):流体输送、沉降、过滤等——密度ρ、黏度μ。
(2)热量传递(传热):热交换、蒸发等——温度t、热导率λ。
(3)质量传递(传质):蒸馏、吸收、干燥等——相对挥发度α、溶解度x。
3.单元操作特点:(1)物理性操作;(2)共有性操作。
三、基本概念1.物料衡算(质量守恒)2.能量衡算(能量守恒)3.过程极限(平衡状态)——溶解,饱和;传热,温度相等。
4.过程速率(变化快慢)——过程速率=推动力/阻力第一讲流体静力学流体:气体和液体的总称(不可压缩流体、可压缩流体)。
一、主要物理量1.密度(物理性质,温度和压力的函数,可查表获得)ρ=m/V kg/m3定义式理想气体:ρ=m/V=nM/V=pM/RT(pV=nRT 符号说明:R=8.314,T=t+273)相对密度:物质密度与水的密度之比(4℃)。
常用密度:水(20℃)—998kg/m3;水银(20℃)—13.6×103 kg/m32.压力p=P/A Pa 定义式绝对压力:压力的真实值。
表压:表压=绝对压力-大气压力(压力表测得值,真实压力比大气压大的部分)真空度:真空度=大气压力-绝对压力(真空表测得值,真实压力比大气压小的部分)表压=-真空度真空度最大值=大气压常用压力:1atm≈0.1MPa=1.013bar=1.033工程大气压=10.33mH2O=760mmHg例题1-1。
二、流体静力学1.静力学基本方程的推导设:敞口容器内盛有密度为ρ的静止流体,取任意一个垂直流体液柱,上下底面积均为A m 2。
a .作用在液柱上端面上的总压力P 1 P 1= p 1 Ab .作用在液柱下端面上的总压力P 2 P 2= p 2 Ac .作用于整个液柱的重力G G =ρg A (z 1-z 2)液柱静止,垂直方向上的三个作用力的合力为零,即 :p 1 A + ρg A (z 1-z 2)-p 2 A = 0 令: h = (z 1-z 2) 整理得:p 2 = p 1 + ρg h若将液柱上端取在液面,并设液面上方的压强为p 0, 则: p = p 0 + ρg h上式均称为流体静力学基本方程式:静止流体内部某一点的压强等于作用在其上方的压强加上液柱的重力压强。