化工原理(少學(xué)時(shí))課件和輔導(dǎo)教程、考試重點(diǎn)例題復(fù)習(xí)題及課后答案11概述

第一章流體流動(dòng)與輸送(shūsònɡ)機(jī)械1.1概述1.1.1流體：氣體與液體(yètǐ)的總稱(chēng)。流體流動(dòng)是最普遍的化工單元操作之一；研究流體流動(dòng)問(wèn)題也是研究其它化工單元操作的重要基礎(chǔ)。精品資料精品資料精品資料1.1.2連續(xù)介質(zhì)假定假定流體是由無(wú)數(shù)內(nèi)部緊密相連、彼此間沒(méi)有(méiyǒu)間隙的流體質(zhì)點(diǎn)（或微團(tuán)）所組成的連續(xù)介質(zhì)。質(zhì)點(diǎn)：由大量分子構(gòu)成的微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸、遠(yuǎn)大于分子自由程。工程意義：利用連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)工具，從宏觀研究流體。精品資料自由程(freepath)在熱動(dòng)平衡態(tài)下，一個(gè)氣體(qìtǐ)分子在任意連續(xù)兩次碰撞之間所經(jīng)過(guò)的直線路程。由于分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)序性，分子各段自由程長(zhǎng)度不同。平均自由程（meanfreepath）在一定的條件下，一個(gè)氣體(qìtǐ)分子在連續(xù)兩次碰撞之間可能通過(guò)的各段自由程的平均值。返回(fǎnhuí)精品資料流體(liútǐ)的特征具有流動(dòng)性；無(wú)固定形狀，隨容器形狀而變化；受外力作用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生(chǎnshēng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。不可壓縮流體：流體的體積不隨壓力變化而變化，如液體；可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，如氣體。精品資料流體垂直(chuízhí)作用于單位面積上的力，稱(chēng)為流體的靜壓強(qiáng)，習(xí)慣上又稱(chēng)為壓力。壓力的特性流體壓力與作用面垂直，并指向該作用面；任意(rènyì)界面兩側(cè)所受壓力，大小相等、方向相反；作用于任意(rènyì)點(diǎn)不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同。壓力的單位

SI制：N/m2或Pa；精品資料或以流體柱高度(gāodù)表示：注意：用液柱高度表示(biǎoshì)壓力時(shí)，必須指明流體的種類(lèi)，如600mmHg，10mH2O等。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系：1atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O1工程大氣壓=1at=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O=9.81×104Pa精品資料表壓=絕對(duì)(juéduì)壓力－大氣壓力真空度=大氣壓力－絕對(duì)(juéduì)壓力=負(fù)的表壓絕對(duì)壓力

絕對(duì)壓力

絕對(duì)真空

表壓

真空度

大氣壓

絕對(duì)壓力以絕對(duì)真空(zhēnkōng)為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。表壓或真空(zhēnkōng)度以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。壓力的表示方法

精品資料例若已知某地(mǒudì)的大氣壓力為750mmHg，而設(shè)備A內(nèi)壓力為1000mmHg，則PA表=_____mmHg=______Pa。若設(shè)備B的真空度為300mmHg，則PB（絕）=______mmHg。精品資料體積流量以體積表示(biǎoshì)qv——m3/s或m3/h質(zhì)量流量以質(zhì)量表示(biǎoshì)qm——kg/s或kg/h。二者關(guān)系(guānxì)：流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體在管路中流過(guò)的數(shù)量

精品資料質(zhì)量流速(liúsù)單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量。流速（平均流速）單位時(shí)間內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)(liúdòng)方向上所流經(jīng)的距離。kg/（m2·s）流量與流速的關(guān)系：

m/s精品資料對(duì)于(duìyú)圓形管道：流量qv一般由生產(chǎn)任務(wù)(rènwu)決定。流速選擇：管徑的估算

↑→d↓→設(shè)備費(fèi)用↓流動(dòng)阻力↑→動(dòng)力消耗↑

→操作費(fèi)↑均衡考慮uu適宜費(fèi)用總費(fèi)用設(shè)備費(fèi)操作費(fèi)精品資料常用流體適宜流速(liúsù)范圍：水及一般液體1~3m/s粘度較大的液體0.5~1m/s低壓氣體8~15m/s壓力(yālì)較高的氣體15～25m/s一般，密度大或粘度大的流體，流速取小一些；對(duì)于含有固體雜質(zhì)的流體，流速宜取得大一些，以避免固體雜質(zhì)沉積在管道中。精品資料穩(wěn)定(wěndìng)流動(dòng)與非穩(wěn)定(wěndìng)流動(dòng)穩(wěn)定流動(dòng)：各截面(jiémiàn)上的溫度、壓力、流速等物理量不隨時(shí)間變化：非穩(wěn)定流動(dòng)：流體在各截面上的部分或全部物理量都隨時(shí)間變化。精品資料牛頓(niúdùn)粘性定律：1.1.3流體(liútǐ)的粘度或Fuu＋dudy式中：F——內(nèi)摩擦力，N；

τ——剪應(yīng)力，Pa；——法向速度梯度，1/s；μ——比例系數(shù)，稱(chēng)為流體的粘度，Pa·s。

精品資料牛頓型流體：剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系(guānxì)符合牛頓粘性定律的流體；非牛頓型流體：不符合牛頓粘性定律的流體。粘度的物理意義(yìyì):流體流動(dòng)時(shí)在與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生單位速度梯度所需的剪應(yīng)力。μ又稱(chēng)為動(dòng)力粘度。運(yùn)動(dòng)粘度

粘度μ與密度ρ的之比。m2/s精品資料液體:T↑→↓氣體:一般T↑→↑超高壓p↑→↑粘度的物理本質(zhì)：分子(fēnzǐ)間的引力和分子(fēnzǐ)的運(yùn)動(dòng)與碰撞。精品資料粘度(zhāndù)的單位SI制：Pa·s或kg/(m·s)物理(wùlǐ)制：cP(厘泊）換算關(guān)系精品資料粘度(zhāndù)的測(cè)量方法