流體流動-緒論+流體靜壓強

化工原理上冊流體力學與傳熱流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!概述一、本課程的性質(zhì)與任務

*性質(zhì):是工程學科的一門基礎技術課程

**任務:論述化工單元操作中,流體流動與熱量傳遞的基本原理、工程計算、典型設備的選型與設計

流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!

二、本課程的研究對象和研究方法

*研究對象--化學工業(yè)生產(chǎn)過程的單元操作**研究方法--1、物料衡算2、能量衡算3、平衡關系4、過程速率

流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!奶粉生產(chǎn)工藝流程原料乳驗收預處理預熱殺菌真空濃縮過濾加糖噴霧干燥出粉冷卻與過篩包裝、檢驗成品單元操作與實際生產(chǎn)過程流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!單元操作與三傳的關系

殺菌：傳熱；真空濃縮：傳熱、傳質(zhì)、流體流動；過濾：流體流動…..

流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!依據(jù)質(zhì)量守恒定律，進入與離開某一化工過程的物料質(zhì)量之差，等于該過程中累積的物料質(zhì)量，即輸入量－輸出量＝累積量3.1物料衡算（materialbalance）要點:*正確確定衡算范圍**獨立方程數(shù)應與未知數(shù)個數(shù)一致流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!平衡狀態(tài)是自然界中廣泛存在的現(xiàn)象。

平衡關系可用來判斷過程能否進行，以及進行的方向和能達到的限度。以食鹽的溶解和結(jié)晶為例：食鹽濃度>飽和濃度：結(jié)晶食鹽濃度<飽和濃度：溶解該溫度下的飽和濃度為該物系的平衡濃度。3.3物系的平衡關系(relationshipofsystembalance)流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!物理制(cgs制)

絕對實用制(MKS制)

基本物理量長度質(zhì)量時間長度質(zhì)量時間基本單位cmgsmkgs流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!4.2單位換算同一物理量若用不同單位度量時，其數(shù)值需相應地改變。這種換算稱為單位換算。

例：重力加速度在SI制中的單位為m/s2,其值為9.81，在物理制中，其值為981，因為單位為cm/s2

流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!內(nèi)容提要流體性質(zhì)與特征流體靜力學*流體在管內(nèi)的流動流體的流動現(xiàn)象*流動阻力*管路計算*流量測量要求掌握連續(xù)性方程和能量方程能進行管路的設計計算流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!流體的輸送：根據(jù)生產(chǎn)要求，往往要將這些流體按照生產(chǎn)程序從一個設備輸送到另一個設備，從而完成流體輸送的任務，實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化。壓強、流速和流量的測量：以便更好的掌握生產(chǎn)狀況。為強化設備提供適宜的流動條件：除了流體輸送外，化工生產(chǎn)中的傳熱、傳質(zhì)過程以及化學反應大都是在流體流動下進行的，以便降低傳遞阻力，減小設備尺寸。流體流動狀態(tài)對這些單元操作有較大影響。

流體的研究意義流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!流體靜力學是研究流體在外力作用下達到平衡的規(guī)律。作用在流體上的力有質(zhì)量力和表面力。質(zhì)量力：作用于流體每個質(zhì)點上的力，與流體的質(zhì)量成正比，如：重力和離心力。表面力：作用于流體質(zhì)點表面的力，其大小與表面積成正比，如：壓力和剪力。第二節(jié)流體靜力平衡及應用流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!

液體的密度隨壓力的變化甚?。O高壓力下除外），可忽略不計，但其隨溫度稍有改變。

氣體的密度隨壓力和溫度的變化較大。當壓力不太高、溫度不太低時，氣體的密度可近似地按理想氣體狀態(tài)方程式計算：

式中p——氣體的壓力，kN/m2或kPa；T——氣體的絕對溫度，K；M——氣體的分子量，kg/kmol；R——通用氣體常數(shù)，8.314kJ/kmol·K。流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!氣體混合物:

當氣體混合物的溫度、壓力接近理想氣體時，仍可用上式計算氣體的密度。

Mm

＝M１y1+M2y2+…+Mnyn

式中：M１、M2、…Mn——氣體混合物各組分的分子量；

y1

、y2

、…yn

——氣體混合物各組分的摩爾分率。流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!單位質(zhì)量流體的體積，稱為流體的比容，用符號v表示，單位為m3/kg，則亦即流體的比容是密度的倒數(shù)。1.2比容v（比體積）流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!例1-2

已知干空氣的組成為：O221%、N278%和Ar1%(均為體積%)。試求干空氣在壓力為9.81×104Pa、溫度為100℃時的密度。解：

首先將攝氏度換算成開爾文：100℃＝273+100=373K求干空氣的平均分子量：Mm

＝M１y1+M2y2+…+Mnyn

Mm=32×0.21+28×0.78+39.9×0.01=28.96氣體的平均密度為：流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!若干個單元操作串聯(lián)起來組成一個工藝過程。均為物理性操作，只改變物料的狀態(tài)或其物理性質(zhì)，不改變其化學性質(zhì)。同一化工過程中可能會包含多個相同的的單元操作。單元操作用于不同的生產(chǎn)過程其基本原理相同，進行該操作的設備也可以通用。單元操作的應用及特點流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!單元操作按其理論基礎可分為下列三類：

上述三個過程包含了三種理論，稱之為“三傳理論”。（1）流體流動過程（fluidflowprocess）:包括流體輸送、攪拌、沉降、過濾等。（2）傳熱過程（heattransferprocess）:包括熱交換、蒸發(fā)等。（3）傳質(zhì)過程（masstransferprocess）:包括吸收、蒸餾、萃取、吸附、干燥等。

單元操作的分類流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!物料衡算；能量衡算；物系的平衡關系；三、單元操作中常用的基本原則

流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!本課程所用到的能量主要有機械能和熱能。能量衡算的依據(jù)是能量守恒定律。3.2能量衡算（energybalance）要點:*正確確定衡算范圍**獨立方程數(shù)應與未知數(shù)個數(shù)一致***某些能量是相對值

流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!4.1單位制度

國際單位制中的單位是由基本單位、輔助單位和具有專門名稱的導出單位構成的。四、單位與單位換算基本單位--給基本物理量（長度、時間、質(zhì)量等）規(guī)定的單位導出單位--根據(jù)物理意義或物理公式,由基本單位組合導出的其它物理量的單位流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!

工程制

國際單位制(SI制)

基本物理量長度力時間長度質(zhì)量時間熱力學溫度物質(zhì)數(shù)量電磁強度基本單位

mkgfs

mkgsKmolA

流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!章流體力學與應用流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!流體的特征：具有流動性。即抗剪和抗張的能力很?。粺o固定形狀，隨容器的形狀而變化；流體具有連續(xù)性；在外力作用下其內(nèi)部發(fā)生相對運動。流體:

在剪應力作用下能產(chǎn)生連續(xù)變形的物體稱為流體。如氣體和液體。節(jié)概述流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!在研究流體流動時，常將流體視為由無數(shù)流體微團組成的連續(xù)介質(zhì)。流體微團或流體質(zhì)點：它的大小與容器或管道相比是微不足道的，但是比起分子自由程長度卻要大得多，它包含足夠多的分子，能夠用統(tǒng)計平均的方法來求出宏觀的參數(shù)（如壓力、溫度），從而使我們可以觀察這些參數(shù)的變化情況。連續(xù)性的假設流體介質(zhì)是由連續(xù)的質(zhì)點組成的；質(zhì)點運動過程的連續(xù)性。流體的研究方法流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度，其表達式為式中

ρ——流體的密度，kg/m3；

m——流體的質(zhì)量，kg；

v——流體的體積，m3。不同的流體密度是不同的，對一定的流體，密度是壓力p和溫度T的函數(shù)，可用下式表示：

ρ＝f（p，T）

1流體的物理特性

1.1密度ρ

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上式中的ρ0＝M/22.4kg/m3為標準狀態(tài)（即T0=273K及p0=133.3Pa）下氣體的密度。氣體密度也可按下式計算在氣體壓力較高、溫度較低時，氣體的密度需要采用真實氣體狀態(tài)方程式計算。流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!液體混合物:

液體混合時，體積往往有所改變。若混合前后體積不變，則1kg混合液的體積等于各組分單獨存在時的體積之和，則可由下式求出混合液體的密度ρm。式中α1、α2、…，αn——液體混合物中各組分的質(zhì)量分率；ρ1、ρ2、…，ρn——液體混合物中各組分的密度，kg/m3；ρm——液體混合物的平均密度，kg/m3。流體流動-緒論+流體靜壓強共30頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!例1-1

已知硫酸與水的密度分別為1830kg/