华东理工大学 化工原理 化工原理上册第一、二章复习.docVIP

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1）常用化工参数的数量级：流速、流量、管径等；对解题结果有基本判断；

2）常用化工物性参数：水、空气和水银的常温下密度等

3）影响化工过程的三类参数：物性、操作、设备；

4）选择工程参数必须考虑经济因素：操作费用和设备费用，一般情况下适中为好（考虑过大或过小的优缺点）；

5）务必记住的公式：

牛顿黏性定律（应用）

柏努利方程（八项）及应用：计算流量（流速）、压强、位差、阻力及阻力系数（如弯管、突然扩大或缩小，底阀等）

演变1－特例静力学基本方程式；

演变2－管路特性方程（注意流量单位）；

演变3－流量计计算方程；

阻力计算通用公式：（应用：如阻力系数的测定）

包含λ＝f（Re，ε/d），Re＝duρ/μ。两端的情况，Re2000（尤其是高粘度流体流动）或Re相当大（完全湍流）；λ得到简化，但要验证；

6）各种管路：简单管路（可分泵流管路与无泵管路）

7）过程的调节手段：流体流动和输送机械－流量的调节；

8）单元操作按过程、计算、操作分析、典型设备进行复习和小结。

9）计算过程务必有思路、有中间结果、有单位。能判断计算结果的合理性。

绪论：处理工程问题的实验研究方法：量纲分析法、数学模型法、过程分解与合成法、过程变量分离方法等

第一章流体流动

概述考察：微团，连续性假定：由大量质点（微团）组成；彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质

目的：可以使用连续函数

流体运动描述方法：拉格朗日——轨线——系统；欧拉法——流线——控制体。定态时，轨线和流线重合

黏度（牛顿型流体（层流时符合牛顿黏性定律）；牛顿黏性定律：（适用于牛顿型流体），物理意义）；动力黏度与运动黏度；黏度的物理本质：分子间的引力和分子的运动与碰撞；单位：Pa.s，μ仅为温度与压强的函数；t↑,液体黏度↓，气体黏度↑，常温下水的黏度：1×10-3Pas；空气的黏度：1.8×10-5Pas；理想流体——μ=0

静力学：压强：表压，真空度，绝对压

U型测压管→总势能差→静止流体内部总势能（压强能与位能的和，或虚拟压强）相等；应用，等压面选取

当压差计两端的流体相同时，U形压差计直接测得的读数R实际上并不是真正的压差，而是两点的虚拟压强之差

守恒定律:

伯努利方程：，

（几何意义：位能、压强能、动能之和不变）→机械能守恒，适用条件；均匀流段：各流线平行且与截面垂直（截面各点总势能相等）

实际衡算-直管+局部阻力损失；（注意流向判断）

说明：1）p单位：N/m2，可用绝对压，也可用表压，但不可用真空度

2）u单位：m/s，已知流量（部分流体在管道中的经济流速范围：水（1-3m/s，低压气体8-15m/s，压强较高气体15-25m/s）

3）hf→流体结构：层流本质区别：流体质点有无径向速度脉动

湍流—脉动判据：雷诺数（定义）：（Re物理意义：流体惯性力与黏性力之比）

圆管：层流：速度分布--抛物线，管壁处u=0，管中心最大，平均速度为最大速度的一半，动能校正系数为2

湍流：速度分布——七分之一律，平均流速为管中心的最大流速的0.8；剪切力分布

区别：定态过程（流动）——指定点的物理参数与时间无关；稳定性——指系统对外界扰动的反应

阻力损失hf：表现为总势能下降

直管阻力←原因（内因：粘性（黏度）；外因：流体流动），

计算莫迪图Re2000,层流稳定，层流区，，

Re4000,湍流稳定，完全湍流区（阻力平方区λ只取决于相对粗糙度），

局部阻力：，对于突然扩大或突然缩小（产生阻力原因），注：u按小管计算的平均速度，ζ测定

量纲分析法：特点，主要依据:因次一致性原则，主要步骤——析因分析；规划实验（无量纲化）；数据处理

阻力对管内流动的影响，简单管路与并联管路

2)质量守恒（连续性方程）

定态流动:

不可压缩性流体——ρ=常数，均匀直管，，流体不因摩擦而减速

流量计毕托管（测点速度）：均匀流段（各流线为平行直线并与截面垂直，区别：均匀分布——指流速分布均匀），管口垂直流动方向：

平均速度与速度分布，驻点压强——驻点的总势能为势能与动能之和

孔板流量计：恒截面，变流速（变压差）；缺点：阻力大；与文丘里流量计区别（孔径与喉径相同时：CoCv、阻力大）

转子流量计：变截面，恒流速（恒压差）；（标定条件：气体(20℃,101.3KPa空气)，液体（20℃水）

计算公式：其中测速管计算流量：um