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第一章 流 体 流 动
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-- 1.1概 述
气体和液体统称为流体。
该流程的设计安装过程中，有如下问题需要解决：
1. 如何确定输送管路的直径，如何合理布置管路，以保证既能完成输送任务，又经济节约。
2. 如何计算流体输送过程中所需的能量，以确定所需输送机械的功率。
3. 选用何种仪表对管路或设备中的流速、流量、压强等参数进行测量。
本章的学习要求就是能熟练解决上述问题。
§1 流体静止的基本方程
一 流体的性质 --
-- 1. 质量和密度
单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。VM 单位：㎏/m3
2、重量与重度
单位体积流体所具有的重量称为流体的重度。 VG 单位：N/m3
3、比重
某物质的密度与4OC时水的密度之比称为该物质的比重。水液Cod4 比重无单位
二、压力
1．概念
压力——单位面积上所受的垂直作用力。单位：N/㎡
系统的实际压力称为绝压。
当系统的实际压力大于1大气压时，采用压力表测压，压力表读数称为表压。 --
-- 当系统的实际压力小于1大气压时，采用真空表测压，真空表读数称为真空度。
读数范围：表压 > 0 ； 0 < 真空度 < 1 。
相互关系：绝压 = 大气压 + 表压
绝压 = 大气压－真空度
压力
？
大气压 ？
绝 压
绝压
绝对零压线
三、流体静力学基本方程
第一章 流体流动习题解答
1.解：（1） 1atm= Pa=760 mmHg
真空度=大气压力—绝对压力，表压=绝对压力—大气压力
所以出口压差为
p=461097.8)10082.0(10132576.00N/m2
（2）由真空度、表压、大气压、绝对压之间的关系可知，进出口压差与当地大气压无关，所以出口压力仍为41097.8Pa
2.解： T=470+273=703K，p=2200kPa
混合气体的摩尔质量
Mm=28×0.77+32×0.065+28×0.038+44×0.071+18×0.056=28.84 g/mol
混合气体在该条件下的密度为：
ρm=ρm0×T0T×pp0=28.8422.4××.3=10.858 kg/m3
3.解：由题意，设高度为H处的大气压为p，根据流体静力学基本方程，得
dp=-ρgdH
大气的密度根据气体状态方程，得
ρ=pMRT
根据题意得，温度随海拔的变化关系为
T=293.15+4.81000H
代入上式得
ρ=pMR（293.15-4.8×10-3H）=-dpgdh
移项整理得
dpp=-MgdHR293.15-4.8×10-3H
对以上等式两边积分，
pdpp=-0HMgdHR293.15-4.8×10-3H
所以大气压与海拔高度的关系式为
lnp=7.13×ln293.15-4.8×10-3H293.15 即：
lnp=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526
（2）已知地平面处的压力为 Pa，则高山顶处的压力为
p山顶=×=45431 Pa
将p山顶代入上式
ln 45431=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526
解得H=6500 m，所以此山海拔为6500 m 。
4.解：根据流体静力学基本方程可导出
p容器-p大气=Rgρ水-ρ煤油
所以容器的压力为
p容器=p大气+Rgρ水-ρ煤油=101.3+8.31×9.81×（995-848）1000=113.3 kPa
第一章 流体流动习题答案
第 页 1 第一章 流体流动
1．若将90kg相对密度为0.83的油品与60kg相对密度为0.71的油品混合，试求混合油的密度。
解：)/(777710608309060903mkgm
2．试计算空气在-40℃和41kPa(真空度)下的密度和重度，大气压力为1.013×105Pa。
解：335/902.0)4015.273(831429)104110013.1(mkgRTpM
33/902.0/85.881.9902.0mkgfmN
3．燃烧重油所得的燃料气，经分析测知其中含生8.5%CO2，7.5％02，76％N2，8%H20(均系体积百分率)。试求温度为500℃，压力为1.013×105Pa时，该混合气体的密度。
解：3/693.0)50015.273(8314441013002mkgRTpMCO
3/504.0)50015.273(8314321013002mkgRTpMO
3/441.0)50015.273(8314281013002mkgRTpMN
3/284.0)50015.273(8314181013002mkgRTpMOH
3/455.0mkgxiVim
第一章 流体流动习题答案
第 页 2 4．烟道气的组成约为含13％CO2，11％H20，76％N2(均系体积％),计算400℃时常压烟道气的粘度。
解：
cpMyMyiiiiim62/12/12/12/162/162/162/12/1101.302876.01811.04413.028100.3176.018100.2311.044100.3013.05．液体混合物的组成为乙烷40％和丙烯60％(均为摩尔百分率)，计算此液体混合物在-100℃时的粘度。乙烷和丙烯在-100℃时的粘度分别为0.19mPa·s和0.26mPa·s。
化工原理第章吸收过程的传质速率(1)
化工原理第一章，介绍了各种传质现象，其中包括吸收过程的传质速率。吸收过程是化学工业中常用的一种分离和纯化方法，它利用气相或液相中的组分在液体中的溶解度差异，通过与液体接触来分离杂质或回收纯净物质。
吸收过程的传质速率是指组分从气相向液相的传质速率。在吸收过程中，液相通过与气相接触被饱和，因此，气相中的组分被吸收后，液相中的浓度就会逐渐增加，从而影响传质速率。
影响吸收过程传质速率的主要因素有以下几个方面：
1.液相浓度对传质速率的影响
当吸收液体的浓度较低时，液体中的有效传质质量较小，难以适应高速的传质要求。当吸收液体的浓度增加时，传质速率逐渐增加。
2.气相浓度对传质速率的影响
气相浓度的增加将进一步加快液相的吸收速度。当气相浓度达到一定的上限时，吸收速度会随着气相浓度的增加而降低。
3.液相表面积对传质速率的影响
液体与气体接触的表面积越大，传质速率越快。因此，增加液体面积能够提高吸收过程的传质效果。
4.气液界面传质
气液界面传质也是影响吸收速度的重要因素。当液滴分散在气相中时，气液界面的增加将加快组分的传质速度。
5.物理、化学性质
由于化学反应带来的能量变化，反应热可能会影响传质速率。此外，还需要考虑吸收过程中的化学反应以及组分之间的物理和化学相互作用。
总的来说，吸收过程传质速率是由多个因素综合作用而产生的结果。在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的操作参数来提高传质速率，以达到更好的分离和纯化效果。
