化工原理第一章总结

第一章总结一、基本概念1、剪应力τ：单位面积上的内摩擦力，以τ表示。dydu——牛顿粘性定律2、粘度μ：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。单位：Pa.S液体：T↑，μ↓气体：T↑，μ↑3、密度ρ：单位体积的流体所具有的质量，SI单位kg/m3理想气体在标况下的密度为：4.220MRTPMTTpp000由理想气体方程求得操作条件（T,P）下的密度nnm22111液体混合物密度计算式nnmyyy......2211气体混合物密度计算式4、压强P：流体的单位表面积上所受的压力，SI单位N/m2表压强=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强=-表压5、流量单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。体积流量qv；单位为：m3/s。质量流量qm；单位：kg/s。vmqq6、流速单位时间内流体在流动方向上流过的距离，称为流速u。单位为：m/s。uAqvuAqm7、雷诺数ReduRe流体在圆形直管内流动时：可能是滞流，也可能是湍流，与外界条件有关。——过渡区时，当2000Re流体的流动类型属于层流；时，当4000Re流体的流动类型属于湍流；时，＜＜4000Re20008、当量直径deHRde4润湿周边长流通截面积4RH-水力半径9、流体在圆直管中的流动形态层流湍流本质区别分层流动质点的脉动速度分布22max1Rruur)7(11maxnRruunr平均速度max21uu)7(82.0maxnuu剪应力dydudydu2max4Rlpu10、管路特点a、串联管路的主要特点a)通过各管段的质量不变，对于不可压缩性流体常数vvvvqqqq321b）整个管路的阻力损失等于各管段直管阻力损失之和21fffhhhb、分支管路0202101EhEhEff320vvvqqqa)b）C、并联管路的特点：a）并联管路中各支管的能量损失相等。21ffBfAhhhb）主管中的流量等于各支管流量之和。21vvvqqqc）并联管路中各支管的流量关系为：)(:)(:222521115121eevvlldlldqq二、基本原理ghpp01、流体的静力学方程适用条件:用于静止的连通着的同一种流体的内部，对于间断的并非单一流体的内部则不满足这一关系。2、连续性方程常数uAAuAuqm222111若流体为不可压缩流体常数uAAuAuqqmv221121221dduu3、伯努力方程a)若以单位重量的流体为衡算基准feHgpguZHgpguZ2222121122[m]b)若以单位体积流体为衡算基准fehpugZWpugZ2222121122[pa]fhpugZWepugZ2222121122c)若以单位质量流体为衡算基准[J/kg]适用条件：对于可压缩流体的流动，当所取系统两截面之间的绝对压强变化小于原来压强的20%，时＜即：%20121ppp仍可使用柏努利方程。式中流体密度应以两截面之间流体的平均密度ρm代替。4、范宁公式22udlhf22udlhPff5、量纲分析法凡是根据基本的物理规律导出的物理量方程式中各项的量纲必然相同，也就是说，物理量方程式左边的量纲应与右边的量纲相同。量纲一致原则：π定理：，0),...,(21ifi=n-m1、静力学方程的运用与计算三、基本计算6、试差法等压面的选择2、伯努力方程的运用与计算1）截面的截取：流动方向垂直流体必须是连续的未知量应在两截面或两截面之间尽量选择大截面和与大气相通的截面2）基准水平面的选取必须与地面平行，通常取两个截面中的任意一个截面。水平管道，基准水平面取通过管道中心线，ΔZ=0。3）单位必须一致有关的物理量换算成一致的单位。压强表示方法一致。5）大口截面的流速为零6）上下游截面要分清。3、阻力的计算fhfhfh22udlhf22uhf2'2udlhef管出口1e管进口ξc=0.5Re/64层流：湍流：dfRe,查摩擦系数图25.0Re316.0光滑管Re=3×103～1×1052)(2udllhef四、基本设备1、压强、压差的测量1）U型管压差计gRPPBA212）倾斜U型管压差计sinsin1gPRRBAm）（3)微差压差计gRPPCA212、液封及液位测量3、流量、流速的测量流量计测速管孔板流量计文丘里流量计转子流量计目的量点速度平均速度平均速度平均速度特征变压头变压头变压头变流通截面公式02gRCu作业中存在问题：1、管径的求法2、表压表示压强必须注明3、伯努力方程用于气体时必须先验证是否符合要求，所用密度应为气体在平均压强下的密度。6、阻力系数法和当量长度法的区别,不可写成2)2udllhef（7、进出口阻力损失不要忘记2)(2udllhef4、流动系统不能直接用静力学方程来计算5、单位注意。1、如图容器内贮有密度为1250kg/m3的液体，液面高度为3.2m。容器上部空间压力为29.4kPa。试求：（1）压差计读数（指示液密度为1400kg/m3）；（2）A、B两点的压强。3、用离心泵从河边的吸水站将河水送至水塔。水塔进水口到河水水面的垂直高度为34.5m。管路为Φ114×4mm的钢管，管长1800mm，包括全部管路长度及管件的当量长度。若泵的流量为30m3/h，试求水从泵获得的外加机械能为多少？钢管的相对粗糙度为0.002。2、如图所示常温下水槽，下面的出水管直径为Φ57×3.5mm。当出水阀全关时压力表读数为30.4kPa。阀门打开时，压力表读数为20.3kPa。设压力表前管路中的压头损失为0.5m水柱，求水的流量为多少m3/h?