化工原理第一章復(fù)習(xí)課件

化工原理第一章流體力學(xué)化工原理第一章流體力學(xué)1流體的概念氣體和液體都具有流動(dòng)性，通常總稱為流體。研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)宏觀規(guī)律的科學(xué)稱為流體力學(xué)。流體力學(xué)分為流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)。流體的概念2（一）密度（1）密度的定義單位體積的流體具有的質(zhì)量稱為流體的密度。其表達(dá)式是 （1-1）式中——流體的密度，kg/m3；m——流體的質(zhì)量，kg；V——流體的體積，m3。任何流體的密度都隨它的溫度和壓強(qiáng)而變化。1.1流體靜力學(xué)一、流體的主要物理量（一）密度1.1流體靜力學(xué)3（2）比體積單位質(zhì)量流體所具有的體積稱為流體的比體積，用符號(hào)表示。顯然，比體積就是密度的倒數(shù)，其單位為m3/㎏。表達(dá)式為

流體的比體積和密度的乘積等于1.

（2）比體積41、液體的密度液體的密度隨溫度的升高而______（升高、降低）壓強(qiáng)對(duì)液體的密度的影響很小。常稱液體為不可壓縮的流體。1、液體的密度5練習(xí)：1、某種貯槽的有效容積為5m3，293K時(shí)能貯存95%的乙醇（ρ＝800kg/m3）多少千克？

練習(xí)：6（2）液體混合物的密度液體混合時(shí)體積變化不大，液體混合物的密度計(jì)算公式：

ρ——液體混合物的密度，kg/m3；

ρ1，ρ2，ρ3，ρn—液體混合物中各純態(tài)組分的密度，kg/m3

ω1，ω2，ω3，ωn——液體混合物中各組分的質(zhì)量分率；（2）液體混合物的密度7練習(xí)：1.已知甲醇—水溶液中，甲醇為90%，水為10%，（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。求此甲醇—水溶液在293K時(shí)密度值。（ρ甲醇=800Kg/m3,ρ水=1000Kg/m3）練習(xí)：1.已知甲醇—水溶液中，甲醇為90%，水為10%，（質(zhì)82、氣體的密度氣體具有可壓縮性以及熱膨脹性，其密度值隨溫度和壓強(qiáng)而變。當(dāng)可當(dāng)作理想氣體處理時(shí)，可用下式計(jì)算，即

p---氣體的壓力，kPa；T---氣體的溫度，K；M---氣體的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；R---通用氣體常數(shù)，其值為8.314kJ/(kmol·K)

2、氣體的密度9練習(xí)計(jì)算二氧化碳在360K和4MPa時(shí)的密度。練習(xí)計(jì)算二氧化碳在360K和4MPa時(shí)的密度。10混合氣體的密度用M均代替氣體密度計(jì)算公式中的M。M均的計(jì)算：M均=M1ψ

1+M2ψ

2+…+Mnψ

n式中M1、M2…Mn——?dú)怏w混合物中各組分的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；

ψ

1、ψ

2…ψ

n——?dú)怏w混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)?；旌蠚怏w的密度11練習(xí)設(shè)大氣中氧的體積分?jǐn)?shù)為21%，氮的體積分?jǐn)?shù)為79%，試求：（1）空氣的平均摩爾質(zhì)量。（2）試求在100kPa和300K時(shí)空氣的密度。練習(xí)設(shè)大氣中氧的體積分?jǐn)?shù)為21%，氮的體積分?jǐn)?shù)為79%，試求12（二）壓力（壓強(qiáng)）流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體靜壓強(qiáng)，簡稱壓強(qiáng)或壓力。用符號(hào)p表示壓強(qiáng)。F的單位為N（牛頓）A的單位為㎡P的單位為Pa（帕斯卡，簡稱帕）1Pa=1N/㎡（二）壓力（壓強(qiáng)）13壓強(qiáng)的大小也可用液柱高度表示，即流體的壓力等于該液柱作用于其底部單位面積上的液體重力。p=Zρgp——壓力，PaZ——液柱高度，mg——重力加速度，g=9.81m/s2

ρ——液體密度，kg/m3

壓強(qiáng)的大小也可用液柱高度表示，即流體的壓力等于該液柱作用于其14如果已知流體的壓強(qiáng)、密度，可用液柱高度表示壓強(qiáng)的大?。寒?dāng)流體的壓強(qiáng)一定時(shí)，液體的密度越大，則液柱高度越小。液柱高度與密度成反比。如果已知流體的壓強(qiáng)、密度，可用液柱高度表示壓強(qiáng)的大?。?5壓強(qiáng)的單位及其換算在SI中，壓力的法定計(jì)量單位是Pa(帕)或N/m2，工程上常使用MPa（兆帕）作為壓力的計(jì)量單位。在工程單位制中，壓力的單位是at(工程大氣壓)或kgf/cm2。其它常用的壓力表示方法還有如下幾種：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（物理大氣壓），atm；米水柱，m-H2O；毫米汞柱，mmHg；毫米水柱，mmH2O（流體處于低壓狀態(tài)時(shí)常用）。各種壓力單位的換算關(guān)系如下：1atm=101.3kPa=1.033kgf/cm2=760mmHg=10.33mH2O1at=98.07kPa=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O壓強(qiáng)的單位及其換算16（三）絕壓、表壓和真空度①絕對(duì)壓強(qiáng)（簡稱絕壓）是指流體的真實(shí)壓強(qiáng)。更準(zhǔn)確地說，它是以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)測得的流體壓強(qiáng)。②表壓強(qiáng)（簡稱表壓）是指工程上用測壓儀表以當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為基準(zhǔn)測得的流體表壓=絕對(duì)壓強(qiáng)－（外界）大氣壓強(qiáng)③真空度

當(dāng)被測流體內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)小于當(dāng)?shù)兀ㄍ饨纾┐髿鈮簭?qiáng)時(shí)，使用真空表進(jìn)行測量時(shí)真空表上的讀數(shù)稱為真空度。即

真空度=（外界）大氣壓強(qiáng)－絕對(duì)壓強(qiáng)（三）絕壓、表壓和真空度17化工原理第一章復(fù)習(xí)課件18化工原理第一章復(fù)習(xí)課件19將南京操作真空度為740mmHg的真空蒸餾塔搬至蘭州操作時(shí),若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng),其真空表讀數(shù)應(yīng)控制多少？南京的大氣壓強(qiáng)為761mmHg,蘭州地區(qū)的大氣壓強(qiáng)為640mmHg.將南京操作真空度為740mmHg的真空蒸餾塔搬至蘭州操作時(shí)20二、流體靜力學(xué)基本方程式（一）流體靜力學(xué)基本方程式靜止的流體是在重力和壓力的作用下達(dá)到靜力平衡，因而處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。重力是不變的，但靜止流體內(nèi)部各點(diǎn)的壓力是不同的。1、靜止流體內(nèi)部，從各個(gè)方向作用于某一點(diǎn)的壓力都是相等的，否則該點(diǎn)不能保持靜止。2、同一水平面上各點(diǎn)的壓力也是相等的，否則靜止的液面便不會(huì)呈水平。3、在不同高度的水平面上，流體的壓力不同。二、流體靜力學(xué)基本方程式（一）流體靜力學(xué)基本方程式21p2=p1+(Z1-Z2)ρg各符號(hào)代表的意義以及國際單位是什么？p1Fp2Z2Z1p1Fp2Z2Z122p2=p0+(Z1-Z2)ρgh=(Z1-Z2)時(shí)：p2=p0+hρgp0Fp2Z2Z1這兩個(gè)方程均稱為流體靜力學(xué)基本方程式，或靜止流體平衡方程式，他表明了靜止流體內(nèi)部壓力變化的規(guī)律。只適用于靜止的連通著的同一種流體內(nèi)部。p0Fp2Z2Z1這兩個(gè)方程均稱為流體靜力學(xué)基本方程式，或靜23由流體靜力學(xué)基本方程式可以看出：1、在靜止的液體中，液體任一點(diǎn)的壓強(qiáng)與液體密度和其深度有關(guān)系，液體密度越大，深度越大，則該點(diǎn)的壓強(qiáng)越大。2、當(dāng)液體上方的壓強(qiáng)p0或液體內(nèi)部任一點(diǎn)的壓強(qiáng)p1有變化時(shí)，必將使液體內(nèi)部其它各點(diǎn)的壓強(qiáng)發(fā)生同樣大小的變化。3、靜力學(xué)基本方程式是以液體為例推導(dǎo)出來的，也適用于氣體。由流體靜力學(xué)基本方程式可以看出：24練習(xí)1、在靜止的連通著的液體，處于同一水平面上的各點(diǎn)（距離液面的距離h相等）的壓力

（一定相等、不一定相等）。2、當(dāng)容器液面上方的壓強(qiáng)P0一定時(shí)，靜止液體內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)P的大小與

和

有關(guān)。因此，在靜止的，連續(xù)的同一液體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)

。流體靜力學(xué)基本方程式只能適用于

的流體內(nèi)部。練習(xí)1、在靜止的連通著的液體，處于同一水平面上的各點(diǎn)（距離液25（二）靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用1、液柱壓強(qiáng)計(jì)（U形液柱壓強(qiáng)計(jì)）對(duì)指示液的要求：①指示液的密度應(yīng)大于被測流體的密度②指示液要與被測流體不互溶，不起化學(xué)變化這種壓強(qiáng)計(jì)，可用來測一點(diǎn)的壓強(qiáng)，或兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差。（二）靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用26p1-p2=R(ρ示-ρ)g常用的指示液有水銀、四氯化碳、水、煤油等。p1-p2=R(ρ示-ρ)g常用的指示液有水銀、四氯化碳、27圖1-4測量表壓圖1-5測量真空度化工原理第一章復(fù)習(xí)課件285、如圖，容器內(nèi)存有密度為1000kg/m3的水，U形管壓強(qiáng)計(jì)中的指示液為汞（密度為13600kg/m3），讀數(shù)R為500mm，求容器內(nèi)液面高度。5、如圖，容器內(nèi)存有密度為1000kg/m3的水，U形管壓29用U形管測量管道中1、2兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，已知，管內(nèi)流體密度為1000kg/m3，指示液的密度為1600kg/m3，壓差計(jì)的讀數(shù)為60cm，求這兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差為多少？用U形管測量管道中1、2兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，已知，管內(nèi)流體密度為1301、如圖所示，為了控制乙炔發(fā)生爐（1）內(nèi)的壓強(qiáng)P表不超過規(guī)定值，在爐外裝有安全水封，安全水封應(yīng)插入水面下的深度h=

。A、（P0+P表）/ρ水gB、（P0—P表）/ρ水gC、P表/ρ水gD、（P表—P0）/ρ水g1、如圖所示，為了控制乙炔發(fā)生爐（1）內(nèi)的壓強(qiáng)P表不超過規(guī)定313．液體的液封高度的確定是根據(jù)（）。A、連續(xù)性方程； B、物料衡算式； C、靜力學(xué)方程； D、牛頓粘性定律4、靜止流體內(nèi)部某點(diǎn)的壓力與流體的（）無關(guān)A、表面壓力B、所處深度C、密度D、黏度5、用U形管壓力計(jì)不能直接測量設(shè)備中流體的()A、表壓B、真空度C、絕壓D、絕壓差3．液體的液封高度的確定是根據(jù)（）。32第二節(jié)流體動(dòng)力學(xué)一、流量和流速1、流量定義：單位時(shí)間內(nèi)流過管道任一截面的流體量，稱為流體的流量。流量用兩種方法表示：體積流量質(zhì)量流量第二節(jié)流體動(dòng)力學(xué)一、流量和流速33（1）體積流量：單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任一截面的流體體積，稱為體積流量。用符號(hào)qv表示，單位是m3/s或m3/h或L/s，L/h。因氣體的體積隨溫度和壓力而變化，故氣體的體積流量應(yīng)注明溫度、壓力。（1）體積流量：34(2)質(zhì)量流量單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任一截面的流體質(zhì)量，稱為質(zhì)量流量。用符號(hào)qm表示，單位是kg/s或kg/h。質(zhì)量流量與體積流量的關(guān)系為(2)質(zhì)量流量352．流速單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向流過的距離，稱為流速。以符號(hào)u表示，單位是m/s.有兩種表示方法：平均流速質(zhì)量流速2．流速36（1）平均流速流體流經(jīng)管道截面上各點(diǎn)的流速是不同的，管道中心處的流速最大，越靠近管壁流速越小，在管壁處流速為零。流體在截面上某點(diǎn)的流速，稱為點(diǎn)速度。流體在同一截面上各點(diǎn)流速的平均值，稱為平均流速。生產(chǎn)中常說的流速指的是平均流速，單位為m/s。（1）平均流速37化工原理第一章復(fù)習(xí)課件38（2）質(zhì)量流速質(zhì)量流量與管道截面積之比稱為質(zhì)量流速。以符號(hào)G表示，其單位為kg/（m2·s）。表達(dá)式為

質(zhì)量流速的物理意義是：單位時(shí)間內(nèi)流過管道單位截面積的流體質(zhì)量。G常用于氣體流速的計(jì)算。（2）質(zhì)量流速39（3）管道直徑的估算（3）管道直徑的估算40練習(xí)：1、單位時(shí)間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（）。A、流速B、流線C、流量D、流函數(shù)。2、（）內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流過的距離稱為流速。A、無限時(shí)間B、單位時(shí)間C、長時(shí)間D、短時(shí)間。3、水及一般液體管路中的常用流速為()A.1-3m/sB.0.5-1m/sC.15-30m/sD.30-50m/s4、某管子的規(guī)格為?38x2.5mm,其內(nèi)徑是（）A.38mmB.35.5mmC.35mmD.33mmCB

AD練習(xí)：1、單位時(shí)間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（41二、穩(wěn)定流動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)1、穩(wěn)定流動(dòng)流體在流動(dòng)時(shí)，任一截面處流體的流速、流量、壓強(qiáng)等與流動(dòng)有關(guān)物理量僅隨位置而改變，不隨時(shí)間而變化，這種流動(dòng)稱為穩(wěn)定流動(dòng)。2、不穩(wěn)定流動(dòng)流體在流動(dòng)時(shí)，任一截面處流體的流速、流量、壓強(qiáng)等有關(guān)物理量即隨位置而變化，又隨時(shí)間而變化，這種流動(dòng)稱為不穩(wěn)定流動(dòng)。在化工生產(chǎn)中，多屬于穩(wěn)定流動(dòng)。二、穩(wěn)定流動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)42圖1-9穩(wěn)定流動(dòng)圖1-10不穩(wěn)定流動(dòng)化工原理第一章復(fù)習(xí)課件43三、穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性——連續(xù)性方程當(dāng)流體為液體時(shí)，ρ1=ρ2，則S1u1=S2u2

三、穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性——連續(xù)性方程44練習(xí)：1、對(duì)于穩(wěn)定操作的流動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行物料衡算的基準(zhǔn)是()A．能量守恒定律B．時(shí)間守恒定律C．加料守恒定律D．質(zhì)量守衡定律2、當(dāng)管中的液體形成穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，已知d2=2d1，則（）A、u1=4u2B、u2=4u1C、u2=2u1D、u1=2u23、某流體在內(nèi)徑為100mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，在穩(wěn)定流動(dòng)條件下流速為2m/h。若內(nèi)徑變?yōu)?0mm，則流速為（）m/hA．2 B．8 C．1 D．44、穩(wěn)定流動(dòng)的特點(diǎn)是與流動(dòng)有關(guān)的物理量（）A.僅隨位置變化而不隨時(shí)間變化B.僅隨時(shí)間變化而不隨位置變化C.既隨時(shí)間變化又隨位置變化D.既不隨時(shí)間變化又不隨位置變化D

ABA練習(xí)：1、對(duì)于穩(wěn)定操作的流動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行物料衡算的基準(zhǔn)是(45四、伯努利方程式（1）位能液體在重力作用下，因質(zhì)量中心高出所選基準(zhǔn)面而具有的能量。位能=mgZ單位質(zhì)量(1kg)流體的位能：E位=mgZ/m=gZ1N流體的位能，稱為位壓頭：位壓頭=mgZ/mg=Z四、伯努利方程式（1）位能46(2)動(dòng)能由于流體有一定的流速而具有的能量稱為動(dòng)能。單位質(zhì)量(1kg)流體的動(dòng)能：

1N流體的動(dòng)能為動(dòng)壓頭：(2)動(dòng)能47（3）靜壓能由于流體有一定的壓強(qiáng)而具有的能量為靜壓能。單位質(zhì)量(1kg)流體的靜壓能：1N流體的靜壓能,稱為靜壓頭：（3）靜壓能48（4）流動(dòng)流體的總機(jī)械能

E=E位+E動(dòng)+E壓=Zg+u2/2+p/ρ

1N流動(dòng)流體的總壓頭：（4）流動(dòng)流體的總機(jī)械能49（5）外加能量1kg質(zhì)量流體從輸送機(jī)械所獲得的機(jī)械能，稱為外加功。用符號(hào)We表示，其單位為J/kg。以符號(hào)He表示外加壓頭，單位為m。（6）損失能量1kg質(zhì)量流體損失能量以符號(hào)Σhf表示，其單位為J/kg。以符號(hào)Hf表示損失壓頭，其單位為m。（5）外加能量502、伯努利方程式根據(jù)能量守恒定律：輸入總能量=輸出總能量單位質(zhì)量（1kg）流動(dòng)流體的伯努利方程式： (J/kg)單位重量（1N）流動(dòng)流體的伯努利方程式：(m)2、伯努利方程式根據(jù)能量守恒定律：(m)51（1）流動(dòng)的流體各種機(jī)械能的形式可以互相轉(zhuǎn)化。若Σhf=0；無外功加入，所以We=0,于是柏努利方程變?yōu)椋?）若無外加能量We=0，有損失能量Σhf≠0（＞0），則E1＞E2，即流體自發(fā)流動(dòng)，只能從高壓頭處向低壓頭處流動(dòng)。（3）若流體是靜止的，即u1=u2=0,并且We=0，Σhf=0，伯努利方程就變成：說明：靜止不過是流動(dòng)的一個(gè)特殊形式。（4）伯努利方程式只適用于液體。（1）流動(dòng)的流體各種機(jī)械能的形式可以互相轉(zhuǎn)化。52輸送設(shè)備的有效功率：符號(hào)：Pe國際制單位：w(瓦特)Pe=qmHeg=Weqm=ρqvHeg輸送設(shè)備的有效功率：53練習(xí)：1、下列哪種能量形式不屬于機(jī)械能范疇()A.位能B.靜壓能C.熱能D.外功2、柏努利方程式中的gz項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的（）。A位能B動(dòng)能C靜壓能D有效功。3、柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能。A、gzB、u2/2C、p/ρD、we。4、與基準(zhǔn)水平選取有關(guān)的能量為()A、動(dòng)能B、位能C、靜壓能D、內(nèi)能5、單位質(zhì)量流體從輸送機(jī)械獲得的機(jī)械能We，與外加壓頭He兩者之間的關(guān)系為（）A、We=HeB、We=He·gC、We·g=HeD、We=He/g6、柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體因克服流動(dòng)阻力而損失的能量。A、gz；B、u2/2；C、p/ρ；D、ΣhfCACBBD練習(xí)：1、下列哪種能量形式不屬于機(jī)械能范疇()54《化工原理》課件——第一章流體流動(dòng)《化工原理》——第一章流體流動(dòng)柏努利方程式的應(yīng)用1確定送料的壓縮氣體的壓強(qiáng)(P1,P2)2、求高位槽的高度(Z1,Z2)3、流體流動(dòng)的流速和流量(U1,U2)4、確定輸送設(shè)備的有效功率(We)《化工原理》課件——第一章流體流動(dòng)《化工原理》——第一章55應(yīng)用伯努利方程式的注意事項(xiàng)：1、首先要確定出管路的上游截面1-1和下游截面2-2，以明確所討論的流動(dòng)系統(tǒng)的范圍。兩截面應(yīng)與流體流動(dòng)的方向垂直，并且流體在兩截面之間是連續(xù)的。如果所求的是外加功，兩截面應(yīng)分別在流體輸送設(shè)備的兩側(cè)。2、確定出基準(zhǔn)水平面：原則上可以任意選定，通常把基準(zhǔn)水平面選在低截面處。3、柏努利方程中各項(xiàng)物理量的單位必須一致。流體的壓強(qiáng)可以都用絕壓或都用表壓，但要統(tǒng)一。4、截面很大時(shí)（如貯槽），流速可認(rèn)為0.應(yīng)用伯努利方程式的注意事項(xiàng)：1、首先要確定出管路的上游截面156伯努利方程式解題的一般步驟：1、畫出示意圖(一般題目中給出)；2、選上下游截面以明確衡算的系統(tǒng)范圍；3、選基準(zhǔn)水平面；4、在兩截面間列伯努利方程；5、由題目中的已知條件計(jì)算方程中的有關(guān)物理量或進(jìn)行單位換算；6、將物理量帶入，簡化方程，求解。伯努利方程式解題的一般步驟：1、畫出示意圖(一般題目中給出)57某車間用離心泵將料液送往塔中，塔內(nèi)壓強(qiáng)為4.91×105(表壓)，槽內(nèi)液面維持恒定,其上方為大氣壓.儲(chǔ)槽液面與塔進(jìn)料口之間垂直距離為20m，設(shè)輸送系統(tǒng)中的壓力損失為5m液柱，料液密度為900㎏/，管子內(nèi)徑為25㎜，送液量為2000㎏/h，求：（1）泵所需的有效功率Pe。（2）若泵效率為60%，求泵的軸功率Pa某車間用離心泵將料液送往塔中，塔內(nèi)壓強(qiáng)為4.91×105(表58第三節(jié)流體阻力一、流體的粘度1、流體阻力的表現(xiàn)和來源由上式可見，存在流體阻力使靜壓能下降。阻力越大，靜壓強(qiáng)下降就越大。

流體阻力的表現(xiàn)是靜壓強(qiáng)的下降。第三節(jié)流體阻力一、流體的粘度59產(chǎn)生流體阻力的原因？1、內(nèi)摩擦(粘性)是產(chǎn)生流體阻力的根本原因；2、流體流動(dòng)狀況是產(chǎn)生流體阻力的第二位原因；3、管壁粗糙程度和管子的長度、直徑均對(duì)流體阻力的大小有影響。產(chǎn)生流體阻力的原因？602、流體的粘度定義：衡量流體粘性大小的物理量稱為粘度符號(hào)：μ國際制單位：Pa·s又稱為：動(dòng)力粘度、絕對(duì)粘度粘度的物理意義;促使流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。2、流體的粘度613、運(yùn)動(dòng)粘度定義：流體的絕對(duì)粘度和密度之比。符號(hào)：γ表達(dá)式：國際制單位：㎡/s1㎡/s=1×106cst3、運(yùn)動(dòng)粘度624、牛頓粘性定律:流體的剪應(yīng)力與速度梯度成正比。表達(dá)式：稱為速度梯度牛頓型流體：非牛頓型流體：4、牛頓粘性定律:63氣體、液體的粘度隨溫度、壓力的變化規(guī)律？氣體的粘度比液體小。氣體的粘度隨溫度的升高而增大，液體的粘度隨溫度的升高而減小，粘度越大的液體，它的粘度對(duì)溫度的變化越明顯。壓強(qiáng)變化時(shí)，液體的粘度不變；氣體的粘度隨壓強(qiáng)的增加也增加的很小。氣體、液體的粘度隨溫度、壓力的變化規(guī)律？64練習(xí)1、運(yùn)動(dòng)粘度v=μ/ρ，其單位是()A、Pa·sB、Pa/sC、m2·sD、m2/s2、下列說法正確的是()A、粘性是流體固有的屬性之一B、靜止的流體無粘性C、粘度是衡量液體粘性大小的物理量D、一般的液體粘度隨溫度的升高而增大,氣體的粘度則隨溫度的升高而減小3、有兩種關(guān)于粘性的說法：（1）無論是靜止的流體還是運(yùn)動(dòng)的流體都具有粘性。（2）粘性只有在流體流動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來。正確的結(jié)論應(yīng)是()A．兩種說法都對(duì)。B.兩種說法都不對(duì)。C.第一種說法對(duì)，第二種說法不對(duì)。D.第一種說法不對(duì)，第二種說法對(duì)練習(xí)1、運(yùn)動(dòng)粘度v=μ/ρ，其單位是()654、流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量損失的根本原因是由于流體存在著（）。A、壓力； B、動(dòng)能； C、湍流； D、粘性5．溫度對(duì)流體的粘度有一定的影響，當(dāng)溫度升高時(shí)，（）。A、液體和氣體的粘度都降低； B、液體和氣體的粘度都升高；C、液體的粘度升高、而氣體的粘度降低； D、液體的粘度降低、而氣體的粘度升高。4、流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量損失的根本原因是由于流體存在著（）66二、流體的流動(dòng)類型1、影響流動(dòng)類型的因素d內(nèi)徑u流速

ρ密度

μ粘度d、u、ρ增大，向湍流方向移動(dòng)

μ增大，向?qū)恿鞣较蛞苿?dòng)二、流體的流動(dòng)類型1、影響流動(dòng)類型的因素672、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re是一個(gè)量綱為1的數(shù)群。Re≤2000層流（滯流）2000＜Re＜4000過渡流Re≥4000湍流（紊流）式中d——管道的內(nèi)徑，m；ρ——流體的密度，kg/m3；u——流體的平均流速，m/s；μ——流體的黏度，Pa·s；ν——流體的運(yùn)動(dòng)黏度，m2/s2、雷諾準(zhǔn)數(shù)式中d——管道的內(nèi)徑，m；681、密度為850kg/m3、粘度為8×10-3Pa·s的液體在內(nèi)徑為14mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，液體的流速為1m/s。計(jì)算：（1）雷諾準(zhǔn)數(shù)，并指出屬于何種流型；（2）若要使該流動(dòng)達(dá)到湍流，液體的流速至少應(yīng)為多少？1、密度為850kg/m3、粘度為8×10-3Pa·s的693、當(dāng)量直徑A、圓管：de=dB、a×b矩形

C、內(nèi)徑為d1大圓套外徑為d2小圓環(huán)形流道de=d1-d2

3、當(dāng)量直徑70練習(xí)1、有一套管，其外管的內(nèi)徑為d1，內(nèi)管的外徑為d2，則套管環(huán)隙的當(dāng)量直徑為()A、d1+d2B、(d1+d2)/2C、d1/d2D、d1-d2

2、有一矩形，長和寬各為a、b，則此矩形的當(dāng)量直徑為A、a+bB、2ab/(a+b)C、a+b/2abD、a-b3、密度為1000kg/m3的流體，在1084mm的管內(nèi)流動(dòng)，流速為2m/s，流體的粘度為1mPa·s，其Re為（）。A、105； B、2107； C、2106； D、2105。練習(xí)1、有一套管，其外管的內(nèi)徑為d1，內(nèi)管的外徑為d2，則套71三、滯流與湍流的比較1、流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式滯流：質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)各不碰撞，互不混合。湍流：質(zhì)點(diǎn)做不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)，并互相碰撞，產(chǎn)生大大小小的漩渦。質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng)是湍流運(yùn)動(dòng)的最基本特點(diǎn)。2、流體在圓管內(nèi)速度分布滯流時(shí)，平均流速等于管中心最大流速的0.5.湍流時(shí)，平均流速等于管中心最大流速的0.8.三、滯流與湍流的比較1、流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式72層流內(nèi)層：定義：湍流時(shí)管壁處的速度為零，在靠近管壁處流體做層流流動(dòng)，這一作層流流動(dòng)的流體薄層稱為流體內(nèi)層。厚度隨Re值的增大而減小。層流內(nèi)層：73練習(xí)1、滯流和湍流的本質(zhì)區(qū)別是（ ）A、湍流的流速大于滯流 B、湍流的Re值大于滯流C、滯流無徑向脈動(dòng)，湍流有徑向脈動(dòng)D、湍流時(shí)邊界層較薄2、以下幾種關(guān)于流體說法正確的是（）A、流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，無論層（滯）流或湍流，管中心處流速最大、距管壁越近流速越小,在管壁處流速為零B、層流時(shí),平均流速大約是管中心處流速的0.8倍C、湍流時(shí),平均流速大約是管中心流速的0.5倍D、層流內(nèi)層對(duì)傳熱和傳質(zhì)過程影響很大,它的厚度隨Re的增大而增厚練習(xí)1、滯流和湍流的本質(zhì)區(qū)別是（ ）743、下列敘述正確的是（）A.層流時(shí)，摩擦系數(shù)僅是Re的函數(shù)，與管壁粗糙度無關(guān)B.流體只能從壓力高處流向壓力低處C.湍流時(shí)，管道內(nèi)的全部流體都作湍流流動(dòng)D.流體粘度的大小取決于流體的流動(dòng)類型4、下列關(guān)于流體流動(dòng)的描述錯(cuò)誤的是（）A.湍流時(shí)質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)B.層流內(nèi)層的厚度隨雷諾準(zhǔn)數(shù)的增大而增大C.層流時(shí)質(zhì)點(diǎn)只在流體流動(dòng)方向上運(yùn)動(dòng)D..層流內(nèi)層的存在對(duì)傳熱和傳質(zhì)過程都有重要影響3、下列敘述正確的是（）75四、流體阻力伯努利方程式中Σhf所研究的是管路系統(tǒng)的總能量損失或稱總阻力損失。直管阻力hf局部阻力hf'Σhf=hf+hf'四、流體阻力伯努利方程式中Σhf所研究的是管路系統(tǒng)的總能量損761、直管阻力的計(jì)算范寧公式用于計(jì)算直管阻力，既用于滯流又用于湍流。

λ為摩擦系數(shù)，λ值隨流動(dòng)類型而異：（1）滯流時(shí)，摩擦系數(shù)與管壁粗糙度無關(guān)，僅為雷諾數(shù)的函數(shù)。1、直管阻力的計(jì)算77（2）完全湍流時(shí)，摩擦系數(shù)與Re值關(guān)系不大，而粗糙度的影響越來越明顯。λ值查表。（2）完全湍流時(shí)，摩擦系數(shù)與Re值關(guān)系不大，而粗糙度的影響越785、局部阻力的計(jì)算（1）當(dāng)量長度法：（2）阻力系數(shù)法

ξ擴(kuò)=1，ξ收=0.55、局部阻力的計(jì)算ξ擴(kuò)=1，79第四節(jié)管路布置管路布置和安裝的一般原則：重點(diǎn)是記憶。第四節(jié)管路布置管路布置和安裝的一般原則：80練習(xí)1、符合化工管路布置原則的是()A、管路遠(yuǎn)離廠房B、管路布置排列時(shí),有腐蝕的在上,無腐蝕的在下C、各種管路成列平行,盡量走直線D、并列管路上的管件閥們應(yīng)集中安裝2、符合化工管路布置原則的是()A、各種管路成列平行,盡量走直線B、平行管路垂直排列時(shí),冷的在上,熱的在下C、并列管路上的管件閥們應(yīng)集中安裝D、一般采用暗線安裝3.管路通過人行橫道時(shí)，其高度不低于A.2mB.4.5mC.5mD.6m4.管路通過工廠主要交通干線時(shí)，其高度一般不低于（）A.2mB.4.5mC.5mD.6m練習(xí)1、符合化工管路布置原則的是()815、有關(guān)化工管路排列原則，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.輸氣管路在上，輸液管路在下B.冷流體管路在上，熱流體在下C.無腐蝕性流體管路在上，有腐蝕性流體管路在下D.高壓管路在上，低壓管路在下6、下列對(duì)管路布置和安裝一般原則的敘述不正確的是（）A.管子、管件與閥門應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以便于安裝與維修B.管路垂直排列時(shí)，通常使冷的在上，熱的在下；無腐蝕的在上，有腐蝕的在下C.在閉合管路上必須設(shè)置活接頭或法蘭D.對(duì)于有凝液的管路要安裝凝液排出裝置5、有關(guān)化工管路排列原則，下列說法錯(cuò)誤的是（）82化工原理第一章復(fù)習(xí)課件83化工原理第一章流體力學(xué)化工原理第一章流體力學(xué)84流體的概念氣體和液體都具有流動(dòng)性，通?？偡Q為流體。研究流體平衡和運(yùn)動(dòng)宏觀規(guī)律的科學(xué)稱為流體力學(xué)。流體力學(xué)分為流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)。流體的概念85（一）密度（1）密度的定義單位體積的流體具有的質(zhì)量稱為流體的密度。其表達(dá)式是 （1-1）式中——流體的密度，kg/m3；m——流體的質(zhì)量，kg；V——流體的體積，m3。任何流體的密度都隨它的溫度和壓強(qiáng)而變化。1.1流體靜力學(xué)一、流體的主要物理量（一）密度1.1流體靜力學(xué)86（2）比體積單位質(zhì)量流體所具有的體積稱為流體的比體積，用符號(hào)表示。顯然，比體積就是密度的倒數(shù)，其單位為m3/㎏。表達(dá)式為

流體的比體積和密度的乘積等于1.

（2）比體積871、液體的密度液體的密度隨溫度的升高而______（升高、降低）壓強(qiáng)對(duì)液體的密度的影響很小。常稱液體為不可壓縮的流體。1、液體的密度88練習(xí)：1、某種貯槽的有效容積為5m3，293K時(shí)能貯存95%的乙醇（ρ＝800kg/m3）多少千克？

練習(xí)：89（2）液體混合物的密度液體混合時(shí)體積變化不大，液體混合物的密度計(jì)算公式：

ρ——液體混合物的密度，kg/m3；

ρ1，ρ2，ρ3，ρn—液體混合物中各純態(tài)組分的密度，kg/m3

ω1，ω2，ω3，ωn——液體混合物中各組分的質(zhì)量分率；（2）液體混合物的密度90練習(xí)：1.已知甲醇—水溶液中，甲醇為90%，水為10%，（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。求此甲醇—水溶液在293K時(shí)密度值。（ρ甲醇=800Kg/m3,ρ水=1000Kg/m3）練習(xí)：1.已知甲醇—水溶液中，甲醇為90%，水為10%，（質(zhì)912、氣體的密度氣體具有可壓縮性以及熱膨脹性，其密度值隨溫度和壓強(qiáng)而變。當(dāng)可當(dāng)作理想氣體處理時(shí)，可用下式計(jì)算，即

p---氣體的壓力，kPa；T---氣體的溫度，K；M---氣體的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；R---通用氣體常數(shù)，其值為8.314kJ/(kmol·K)

2、氣體的密度92練習(xí)計(jì)算二氧化碳在360K和4MPa時(shí)的密度。練習(xí)計(jì)算二氧化碳在360K和4MPa時(shí)的密度。93混合氣體的密度用M均代替氣體密度計(jì)算公式中的M。M均的計(jì)算：M均=M1ψ

1+M2ψ

2+…+Mnψ

n式中M1、M2…Mn——?dú)怏w混合物中各組分的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；

ψ

1、ψ

2…ψ

n——?dú)怏w混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)。混合氣體的密度94練習(xí)設(shè)大氣中氧的體積分?jǐn)?shù)為21%，氮的體積分?jǐn)?shù)為79%，試求：（1）空氣的平均摩爾質(zhì)量。（2）試求在100kPa和300K時(shí)空氣的密度。練習(xí)設(shè)大氣中氧的體積分?jǐn)?shù)為21%，氮的體積分?jǐn)?shù)為79%，試求95（二）壓力（壓強(qiáng)）流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體靜壓強(qiáng)，簡稱壓強(qiáng)或壓力。用符號(hào)p表示壓強(qiáng)。F的單位為N（牛頓）A的單位為㎡P的單位為Pa（帕斯卡，簡稱帕）1Pa=1N/㎡（二）壓力（壓強(qiáng)）96壓強(qiáng)的大小也可用液柱高度表示，即流體的壓力等于該液柱作用于其底部單位面積上的液體重力。p=Zρgp——壓力，PaZ——液柱高度，mg——重力加速度，g=9.81m/s2

ρ——液體密度，kg/m3

壓強(qiáng)的大小也可用液柱高度表示，即流體的壓力等于該液柱作用于其97如果已知流體的壓強(qiáng)、密度，可用液柱高度表示壓強(qiáng)的大小：當(dāng)流體的壓強(qiáng)一定時(shí)，液體的密度越大，則液柱高度越小。液柱高度與密度成反比。如果已知流體的壓強(qiáng)、密度，可用液柱高度表示壓強(qiáng)的大?。?8壓強(qiáng)的單位及其換算在SI中，壓力的法定計(jì)量單位是Pa(帕)或N/m2，工程上常使用MPa（兆帕）作為壓力的計(jì)量單位。在工程單位制中，壓力的單位是at(工程大氣壓)或kgf/cm2。其它常用的壓力表示方法還有如下幾種：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（物理大氣壓），atm；米水柱，m-H2O；毫米汞柱，mmHg；毫米水柱，mmH2O（流體處于低壓狀態(tài)時(shí)常用）。各種壓力單位的換算關(guān)系如下：1atm=101.3kPa=1.033kgf/cm2=760mmHg=10.33mH2O1at=98.07kPa=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O壓強(qiáng)的單位及其換算99（三）絕壓、表壓和真空度①絕對(duì)壓強(qiáng)（簡稱絕壓）是指流體的真實(shí)壓強(qiáng)。更準(zhǔn)確地說，它是以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)測得的流體壓強(qiáng)。②表壓強(qiáng)（簡稱表壓）是指工程上用測壓儀表以當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為基準(zhǔn)測得的流體表壓=絕對(duì)壓強(qiáng)－（外界）大氣壓強(qiáng)③真空度

當(dāng)被測流體內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)小于當(dāng)?shù)兀ㄍ饨纾┐髿鈮簭?qiáng)時(shí)，使用真空表進(jìn)行測量時(shí)真空表上的讀數(shù)稱為真空度。即

真空度=（外界）大氣壓強(qiáng)－絕對(duì)壓強(qiáng)（三）絕壓、表壓和真空度100化工原理第一章復(fù)習(xí)課件101化工原理第一章復(fù)習(xí)課件102將南京操作真空度為740mmHg的真空蒸餾塔搬至蘭州操作時(shí),若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng),其真空表讀數(shù)應(yīng)控制多少？南京的大氣壓強(qiáng)為761mmHg,蘭州地區(qū)的大氣壓強(qiáng)為640mmHg.將南京操作真空度為740mmHg的真空蒸餾塔搬至蘭州操作時(shí)103二、流體靜力學(xué)基本方程式（一）流體靜力學(xué)基本方程式靜止的流體是在重力和壓力的作用下達(dá)到靜力平衡，因而處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。重力是不變的，但靜止流體內(nèi)部各點(diǎn)的壓力是不同的。1、靜止流體內(nèi)部，從各個(gè)方向作用于某一點(diǎn)的壓力都是相等的，否則該點(diǎn)不能保持靜止。2、同一水平面上各點(diǎn)的壓力也是相等的，否則靜止的液面便不會(huì)呈水平。3、在不同高度的水平面上，流體的壓力不同。二、流體靜力學(xué)基本方程式（一）流體靜力學(xué)基本方程式104p2=p1+(Z1-Z2)ρg各符號(hào)代表的意義以及國際單位是什么？p1Fp2Z2Z1p1Fp2Z2Z1105p2=p0+(Z1-Z2)ρgh=(Z1-Z2)時(shí)：p2=p0+hρgp0Fp2Z2Z1這兩個(gè)方程均稱為流體靜力學(xué)基本方程式，或靜止流體平衡方程式，他表明了靜止流體內(nèi)部壓力變化的規(guī)律。只適用于靜止的連通著的同一種流體內(nèi)部。p0Fp2Z2Z1這兩個(gè)方程均稱為流體靜力學(xué)基本方程式，或靜106由流體靜力學(xué)基本方程式可以看出：1、在靜止的液體中，液體任一點(diǎn)的壓強(qiáng)與液體密度和其深度有關(guān)系，液體密度越大，深度越大，則該點(diǎn)的壓強(qiáng)越大。2、當(dāng)液體上方的壓強(qiáng)p0或液體內(nèi)部任一點(diǎn)的壓強(qiáng)p1有變化時(shí)，必將使液體內(nèi)部其它各點(diǎn)的壓強(qiáng)發(fā)生同樣大小的變化。3、靜力學(xué)基本方程式是以液體為例推導(dǎo)出來的，也適用于氣體。由流體靜力學(xué)基本方程式可以看出：107練習(xí)1、在靜止的連通著的液體，處于同一水平面上的各點(diǎn)（距離液面的距離h相等）的壓力

（一定相等、不一定相等）。2、當(dāng)容器液面上方的壓強(qiáng)P0一定時(shí)，靜止液體內(nèi)部任意一點(diǎn)的壓強(qiáng)P的大小與

和

有關(guān)。因此，在靜止的，連續(xù)的同一液體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)

。流體靜力學(xué)基本方程式只能適用于

的流體內(nèi)部。練習(xí)1、在靜止的連通著的液體，處于同一水平面上的各點(diǎn)（距離液108（二）靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用1、液柱壓強(qiáng)計(jì)（U形液柱壓強(qiáng)計(jì)）對(duì)指示液的要求：①指示液的密度應(yīng)大于被測流體的密度②指示液要與被測流體不互溶，不起化學(xué)變化這種壓強(qiáng)計(jì)，可用來測一點(diǎn)的壓強(qiáng)，或兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差。（二）靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用109p1-p2=R(ρ示-ρ)g常用的指示液有水銀、四氯化碳、水、煤油等。p1-p2=R(ρ示-ρ)g常用的指示液有水銀、四氯化碳、110圖1-4測量表壓圖1-5測量真空度化工原理第一章復(fù)習(xí)課件1115、如圖，容器內(nèi)存有密度為1000kg/m3的水，U形管壓強(qiáng)計(jì)中的指示液為汞（密度為13600kg/m3），讀數(shù)R為500mm，求容器內(nèi)液面高度。5、如圖，容器內(nèi)存有密度為1000kg/m3的水，U形管壓112用U形管測量管道中1、2兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，已知，管內(nèi)流體密度為1000kg/m3，指示液的密度為1600kg/m3，壓差計(jì)的讀數(shù)為60cm，求這兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差為多少？用U形管測量管道中1、2兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，已知，管內(nèi)流體密度為11131、如圖所示，為了控制乙炔發(fā)生爐（1）內(nèi)的壓強(qiáng)P表不超過規(guī)定值，在爐外裝有安全水封，安全水封應(yīng)插入水面下的深度h=

。A、（P0+P表）/ρ水gB、（P0—P表）/ρ水gC、P表/ρ水gD、（P表—P0）/ρ水g1、如圖所示，為了控制乙炔發(fā)生爐（1）內(nèi)的壓強(qiáng)P表不超過規(guī)定1143．液體的液封高度的確定是根據(jù)（）。A、連續(xù)性方程； B、物料衡算式； C、靜力學(xué)方程； D、牛頓粘性定律4、靜止流體內(nèi)部某點(diǎn)的壓力與流體的（）無關(guān)A、表面壓力B、所處深度C、密度D、黏度5、用U形管壓力計(jì)不能直接測量設(shè)備中流體的()A、表壓B、真空度C、絕壓D、絕壓差3．液體的液封高度的確定是根據(jù)（）。115第二節(jié)流體動(dòng)力學(xué)一、流量和流速1、流量定義：單位時(shí)間內(nèi)流過管道任一截面的流體量，稱為流體的流量。流量用兩種方法表示：體積流量質(zhì)量流量第二節(jié)流體動(dòng)力學(xué)一、流量和流速116（1）體積流量：單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任一截面的流體體積，稱為體積流量。用符號(hào)qv表示，單位是m3/s或m3/h或L/s，L/h。因氣體的體積隨溫度和壓力而變化，故氣體的體積流量應(yīng)注明溫度、壓力。（1）體積流量：117(2)質(zhì)量流量單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任一截面的流體質(zhì)量，稱為質(zhì)量流量。用符號(hào)qm表示，單位是kg/s或kg/h。質(zhì)量流量與體積流量的關(guān)系為(2)質(zhì)量流量1182．流速單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向流過的距離，稱為流速。以符號(hào)u表示，單位是m/s.有兩種表示方法：平均流速質(zhì)量流速2．流速119（1）平均流速流體流經(jīng)管道截面上各點(diǎn)的流速是不同的，管道中心處的流速最大，越靠近管壁流速越小，在管壁處流速為零。流體在截面上某點(diǎn)的流速，稱為點(diǎn)速度。流體在同一截面上各點(diǎn)流速的平均值，稱為平均流速。生產(chǎn)中常說的流速指的是平均流速，單位為m/s。（1）平均流速120化工原理第一章復(fù)習(xí)課件121（2）質(zhì)量流速質(zhì)量流量與管道截面積之比稱為質(zhì)量流速。以符號(hào)G表示，其單位為kg/（m2·s）。表達(dá)式為

質(zhì)量流速的物理意義是：單位時(shí)間內(nèi)流過管道單位截面積的流體質(zhì)量。G常用于氣體流速的計(jì)算。（2）質(zhì)量流速122（3）管道直徑的估算（3）管道直徑的估算123練習(xí)：1、單位時(shí)間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（）。A、流速B、流線C、流量D、流函數(shù)。2、（）內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流過的距離稱為流速。A、無限時(shí)間B、單位時(shí)間C、長時(shí)間D、短時(shí)間。3、水及一般液體管路中的常用流速為()A.1-3m/sB.0.5-1m/sC.15-30m/sD.30-50m/s4、某管子的規(guī)格為?38x2.5mm,其內(nèi)徑是（）A.38mmB.35.5mmC.35mmD.33mmCB

AD練習(xí)：1、單位時(shí)間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（124二、穩(wěn)定流動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)1、穩(wěn)定流動(dòng)流體在流動(dòng)時(shí)，任一截面處流體的流速、流量、壓強(qiáng)等與流動(dòng)有關(guān)物理量僅隨位置而改變，不隨時(shí)間而變化，這種流動(dòng)稱為穩(wěn)定流動(dòng)。2、不穩(wěn)定流動(dòng)流體在流動(dòng)時(shí)，任一截面處流體的流速、流量、壓強(qiáng)等有關(guān)物理量即隨位置而變化，又隨時(shí)間而變化，這種流動(dòng)稱為不穩(wěn)定流動(dòng)。在化工生產(chǎn)中，多屬于穩(wěn)定流動(dòng)。二、穩(wěn)定流動(dòng)和不穩(wěn)定流動(dòng)125圖1-9穩(wěn)定流動(dòng)圖1-10不穩(wěn)定流動(dòng)化工原理第一章復(fù)習(xí)課件126三、穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性——連續(xù)性方程當(dāng)流體為液體時(shí)，ρ1=ρ2，則S1u1=S2u2

三、穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性——連續(xù)性方程127練習(xí)：1、對(duì)于穩(wěn)定操作的流動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行物料衡算的基準(zhǔn)是()A．能量守恒定律B．時(shí)間守恒定律C．加料守恒定律D．質(zhì)量守衡定律2、當(dāng)管中的液體形成穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，已知d2=2d1，則（）A、u1=4u2B、u2=4u1C、u2=2u1D、u1=2u23、某流體在內(nèi)徑為100mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，在穩(wěn)定流動(dòng)條件下流速為2m/h。若內(nèi)徑變?yōu)?0mm，則流速為（）m/hA．2 B．8 C．1 D．44、穩(wěn)定流動(dòng)的特點(diǎn)是與流動(dòng)有關(guān)的物理量（）A.僅隨位置變化而不隨時(shí)間變化B.僅隨時(shí)間變化而不隨位置變化C.既隨時(shí)間變化又隨位置變化D.既不隨時(shí)間變化又不隨位置變化D

ABA練習(xí)：1、對(duì)于穩(wěn)定操作的流動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行物料衡算的基準(zhǔn)是(128四、伯努利方程式（1）位能液體在重力作用下，因質(zhì)量中心高出所選基準(zhǔn)面而具有的能量。位能=mgZ單位質(zhì)量(1kg)流體的位能：E位=mgZ/m=gZ1N流體的位能，稱為位壓頭：位壓頭=mgZ/mg=Z四、伯努利方程式（1）位能129(2)動(dòng)能由于流體有一定的流速而具有的能量稱為動(dòng)能。單位質(zhì)量(1kg)流體的動(dòng)能：

1N流體的動(dòng)能為動(dòng)壓頭：(2)動(dòng)能130（3）靜壓能由于流體有一定的壓強(qiáng)而具有的能量為靜壓能。單位質(zhì)量(1kg)流體的靜壓能：1N流體的靜壓能,稱為靜壓頭：（3）靜壓能131（4）流動(dòng)流體的總機(jī)械能

E=E位+E動(dòng)+E壓=Zg+u2/2+p/ρ

1N流動(dòng)流體的總壓頭：（4）流動(dòng)流體的總機(jī)械能132（5）外加能量1kg質(zhì)量流體從輸送機(jī)械所獲得的機(jī)械能，稱為外加功。用符號(hào)We表示，其單位為J/kg。以符號(hào)He表示外加壓頭，單位為m。（6）損失能量1kg質(zhì)量流體損失能量以符號(hào)Σhf表示，其單位為J/kg。以符號(hào)Hf表示損失壓頭，其單位為m。（5）外加能量1332、伯努利方程式根據(jù)能量守恒定律：輸入總能量=輸出總能量單位質(zhì)量（1kg）流動(dòng)流體的伯努利方程式： (J/kg)單位重量（1N）流動(dòng)流體的伯努利方程式：(m)2、伯努利方程式根據(jù)能量守恒定律：(m)134（1）流動(dòng)的流體各種機(jī)械能的形式可以互相轉(zhuǎn)化。若Σhf=0；無外功加入，所以We=0,于是柏努利方程變?yōu)椋?）若無外加能量We=0，有損失能量Σhf≠0（＞0），則E1＞E2，即流體自發(fā)流動(dòng)，只能從高壓頭處向低壓頭處流動(dòng)。（3）若流體是靜止的，即u1=u2=0,并且We=0，Σhf=0，伯努利方程就變成：說明：靜止不過是流動(dòng)的一個(gè)特殊形式。（4）伯努利方程式只適用于液體。（1）流動(dòng)的流體各種機(jī)械能的形式可以互相轉(zhuǎn)化。135輸送設(shè)備的有效功率：符號(hào)：Pe國際制單位：w(瓦特)Pe=qmHeg=Weqm=ρqvHeg輸送設(shè)備的有效功率：136練習(xí)：1、下列哪種能量形式不屬于機(jī)械能范疇()A.位能B.靜壓能C.熱能D.外功2、柏努利方程式中的gz項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的（）。A位能B動(dòng)能C靜壓能D有效功。3、柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能。A、gzB、u2/2C、p/ρD、we。4、與基準(zhǔn)水平選取有關(guān)的能量為()A、動(dòng)能B、位能C、靜壓能D、內(nèi)能5、單位質(zhì)量流體從輸送機(jī)械獲得的機(jī)械能We，與外加壓頭He兩者之間的關(guān)系為（）A、We=HeB、We=He·gC、We·g=HeD、We=He/g6、柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體因克服流動(dòng)阻力而損失的能量。A、gz；B、u2/2；C、p/ρ；D、ΣhfCACBBD練習(xí)：1、下列哪種能量形式不屬于機(jī)械能范疇()137《化工原理》課件——第一章流體流動(dòng)《化工原理》——第一章流體流動(dòng)柏努利方程式的應(yīng)用1確定送料的壓縮氣體的壓強(qiáng)(P1,P2)2、求高位槽的高度(Z1,Z2)3、流體流動(dòng)的流速和流量(U1,U2)4、確定輸送設(shè)備的有效功率(We)《化工原理》課件——第一章流體流動(dòng)《化工原理》——第一章138應(yīng)用伯努利方程式的注意事項(xiàng)：1、首先要確定出管路的上游截面1-1和下游截面2-2，以明確所討論的流動(dòng)系統(tǒng)的范圍。兩截面應(yīng)與流體流動(dòng)的方向垂直，并且流體在兩截面之間是連續(xù)的。如果所求的是外加功，兩截面應(yīng)分別在流體輸送設(shè)備的兩側(cè)。2、確定出基準(zhǔn)水平面：原則上可以任意選定，通常把基準(zhǔn)水平面選在低截面處。3、柏努利方程中各項(xiàng)物理量的單位必須一致。流體的壓強(qiáng)可以都用絕壓或都用表壓，但要統(tǒng)一。4、截面很大時(shí)（如貯槽），流速可認(rèn)為0.應(yīng)用伯努利方程式的注意事項(xiàng)：1、首先要確定出管路的上游截面1139伯努利方程式解題的一般步驟：1、畫出示意圖(一般題目中給出)；2、選上下游截面以明確衡算的系統(tǒng)范圍；3、選基準(zhǔn)水平面；4、在兩截面間列伯努利方程；5、由題目中的已知條件計(jì)算方程中的有關(guān)物理量或進(jìn)行單位換算；6、將物理量帶入，簡化方程，求解。伯努利方程式解題的一般步驟：1、畫出示意圖(一般題目中給出)140某車間用離心泵將料液送往塔中，塔內(nèi)壓強(qiáng)為4.91×105(表壓)，槽內(nèi)液面維持恒定,其上方為大氣壓.儲(chǔ)槽液面與塔進(jìn)料口之間垂直距離為20m，設(shè)輸送系統(tǒng)中的壓力損失為5m液柱，料液密度為900㎏/，管子內(nèi)徑為25㎜，送液量為2000㎏/h，求：（1）泵所需的有效功率Pe。（2）若泵效率為60%，求泵的軸功率Pa某車間用離心泵將料液送往塔中，塔內(nèi)壓強(qiáng)為4.91×105(表141第三節(jié)流體阻力一、流體的粘度1、流體阻力的表現(xiàn)和來源由上式可見，存在流體阻力使靜壓能下降。阻力越大，靜壓強(qiáng)下降就越大。

流體阻力的表現(xiàn)是靜壓強(qiáng)的下降。第三節(jié)流體阻力一、流體的粘度142產(chǎn)生流體阻力的原因？1、內(nèi)摩擦(粘性)是產(chǎn)生流體阻力的根本原因；2、流體流動(dòng)狀況是產(chǎn)生流體阻力的第二位原因；3、管壁粗糙程度和管子的長度、直徑均對(duì)流體阻力的大小有影響。產(chǎn)生流體阻力的原因？1432、流體的粘度定義：衡量流體粘性大小的物理量稱為粘度符號(hào)：μ國際制單位：Pa·s又稱為：動(dòng)力粘度、絕對(duì)粘度粘度的物理意義;促使流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。2、流體的粘度1443、運(yùn)動(dòng)粘度定義：流體的絕對(duì)粘度和密度之比。符號(hào)：γ表達(dá)式：國際制單位：㎡/s1㎡/s=1×106cst3、運(yùn)動(dòng)粘度1454、牛頓粘性定律:流體的剪應(yīng)力與速度梯度成正比。表達(dá)式：稱為速度梯度牛頓型流體：非牛頓型流體：4、牛頓粘性定律:146氣體、液體的粘度隨溫度、壓力的變化規(guī)律？氣體的粘度比液體小。氣體的粘度隨溫度的升高而增大，液體的粘度隨溫度的升高而減小，粘度越大的液體，它的粘度對(duì)溫度的變化越明顯。壓強(qiáng)變化時(shí)，液體的粘度不變；氣體的粘度隨壓強(qiáng)的增加也增加的很小。氣體、液體的粘度隨溫度、壓力的變化規(guī)律？147練習(xí)1、運(yùn)動(dòng)粘度v=μ/ρ，其單位是()A、Pa·sB、Pa/sC、m2·sD、m2/s2、下列說法正確的是()A、粘性是流體固有的屬性之一B、靜止的流體無粘性C、粘度是衡量液體粘性大小的物理量D、一般的液體粘度隨溫度的升高而增大,氣體的粘度則隨溫度的升高而減小3、有兩種關(guān)于粘性的說法：（1）無論是靜止的流體還是運(yùn)動(dòng)的流體都具有粘性。（2）粘性只有在流體流動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來。正確的結(jié)論應(yīng)是()A．兩種說法都對(duì)。B.兩種說法都不對(duì)。C.第一種說法對(duì)，第二種說法不對(duì)。D.第一種說法不對(duì)，第二種說法對(duì)練習(xí)1、運(yùn)動(dòng)粘度v=μ/ρ，其單位是()1484、流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量損失的根本原因是由于流體存在著（）。A、壓力； B、動(dòng)能； C、湍流； D、粘性5．溫度對(duì)流體的粘度有一定的影響，當(dāng)溫度升高時(shí)，（）。A、液體和氣體的粘度都降低； B、液體和氣體的粘度都升高；C、液體的粘度升高、而氣體的粘度降低； D、液體的粘度降低、而氣體的粘度升高。4、流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，能量損失的根本原因是由于流體存在著（）149二、流體的流動(dòng)類型1、影響流動(dòng)類型的因素d內(nèi)徑u流速

ρ密度

μ粘度d、u、ρ增大，向湍流方向移動(dòng)

μ增大，向?qū)恿鞣较蛞苿?dòng)二、流體的流動(dòng)類型1、影響流動(dòng)類型的因素1502、雷諾準(zhǔn)數(shù)Re是一個(gè)量綱為1的數(shù)群。Re≤2000層流（滯流）2000＜Re＜4000過渡流Re≥4000湍流（紊流）式中d——管道的內(nèi)徑，m；ρ——流體的密度，kg/m3；u——流體的平均流速，m/s；μ——流體