化工原理复习资料

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化工原理知识点总结期末

化工原理知识点总结期末

化工原理知识点总结期末一、化工原理的基础知识1. 化学反应原理化学反应是指原子或者分子之间的化学变化。

化学反应的类型包括合成反应、分解反应、置换反应和氧化还原反应等。

化学反应速率由浓度、温度、压力、催化剂等因素影响。

2. 化学平衡原理化学平衡是指反应物和生成物的浓度达到一定比例的状态。

根据化学平衡定律,反应物和生成物的浓度比例由反应的热力学性质决定,并受到温度、压力或者浓度的影响。

3. 化学动力学化学动力学研究化学反应速率和反应机理的关系。

根据化学反应速率公式可以推导出各种反应速率与浓度、温度、压力等因素的关系。

4. 化工流程图化工流程图是化工生产过程的图示表示,包括物料流程图、能量流程图和设备图等。

根据化工流程图可以设计化工生产过程,并进行操作控制。

5. 化工物性化工物性包括物质的物理性质和化学性质两个方面。

物质的物理性质包括密度、粘度、熔点和沸点等;物质的化学性质包括化学反应性、溶解度和稳定性等。

6. 化工热力学化工热力学研究能量转化和传递的原理。

根据热力学定律可以推导出系统的能量平衡和热效率等问题。

7. 化工传质学化工传质学研究物质的传输和分离原理。

根据传质学理论可以设计分离设备和传质设备,提高化工生产效率。

8. 化工反应工程化工反应工程研究化学反应的工程化原理。

根据反应工程理论可以设计反应器和催化剂,优化反应条件。

9. 化工系统控制化工系统控制研究化工生产过程的控制原理。

根据系统控制理论可以设计控制系统和自动化装置,提高化工生产的稳定性和可靠性。

10. 化工安全与环保化工安全与环保研究化工生产过程的安全和环保原理。

根据安全与环保理论可以设计安全设备和环保装置,保障化工生产的安全和环保。

二、化工原理的应用1. 化工生产过程化工生产过程包括化学反应、传质过程、分离过程和能量转化过程等。

根据化工原理可以设计化工生产装置和优化生产过程,提高产品质量和降低成本。

2. 化工产品制备化工产品制备包括化工原料的合成、加工和制备等。

化工原理知识点总结

化工原理知识点总结

化工原理知识点总结1. 流体力学- 流体静力学:压力的概念、流体静力学平衡、马里奥特原理、流体静压力的测量。

- 流体动力学:连续性方程、伯努利方程、动量守恒、流动类型(层流与湍流)、雷诺数。

- 管道流动:管道摩擦损失、达西-韦斯巴赫方程、摩擦因子的确定、管道网络分析。

2. 传热学- 热传导:傅里叶定律、导热系数、热阻、稳态与非稳态导热。

- 对流热传递:对流热流密度、牛顿冷却定律、对流给热系数。

- 辐射传热:斯特藩-玻尔兹曼定律、黑体辐射、角系数、有效辐射面积。

- 热交换器:热交换器类型、效能-NTU方法、传热强化技术。

3. 物质分离- 蒸馏:基本原理、平衡曲线、麦卡布-锡尔比法、塔板理论、塔内设备。

- 萃取:液-液萃取、固-液萃取、溶剂萃取、萃取平衡、萃取过程设计。

- 过滤与沉降:沉降原理、过滤操作、离心分离、膜分离技术。

- 色谱与电泳:色谱原理、色谱柱、电泳分离、毛细管电泳。

4. 化学反应工程- 化学反应动力学:反应速率、速率方程、活化能、催化剂。

- 反应器设计:批式反应器、半连续反应器、连续搅拌槽式反应器(CSTR)、管式反应器。

- 反应器分析:稳态操作、非稳态操作、反应器的稳定性分析。

- 催化反应工程:催化剂特性、催化剂制备、催化剂失活与再生。

5. 质量传递- 扩散现象:菲克定律、扩散系数、分子扩散与对流扩散。

- 质量传递原理:质量守恒、质量传递微分方程、边界条件。

- 吸收与解吸:气液平衡、吸收塔操作、解吸过程。

- 干燥过程:湿空气系统、干燥过程分析、干燥器设计。

6. 过程控制- 控制系统基础:控制系统组成、开环与闭环系统、控制器类型。

- 控制器设计:PID控制器、串级控制系统、比值控制系统。

- 过程动态分析:拉普拉斯变换、传递函数、系统稳定性分析。

- 先进控制策略:模糊控制、自适应控制、预测控制。

7. 化工热力学- 热力学第一定律:能量守恒、热力学过程、热力学循环。

- 热力学第二定律:熵的概念、熵增原理、卡诺循环。

化工原理复习提纲

化工原理复习提纲

1.5m/s。在粗细两管上连有一U形管压差计,指示液为水银,
其密度为13600kg/m3。水的密度为1000kg/m3,若忽略阻力损 失,求:U形管两侧指示液的液面之差R为多少mm。
u1 d 2 分析:用 u 2 d1 求出水在细管中的流速后,在1-1与2-2两截面间
例6 某水塔塔内水的 深度保持3 m,塔底与 一内径为100mm的钢管 连接,今欲使流量为 90 m3/h,塔底与管出 口的垂直距离应为多 少?设损失能量为 196.2J/kg。
• 解:取塔内水面为1-1’截面,钢管截面为2-2’ 面,以钢管水平面为基准面,则有: z1=(x+3)m,u1=0,p1=p2=0(表压),w=0, z2=0,u2=qv/A=90/(3600x0.12x3.14/4)=3.2m/s, ∑h损=196.2J/kg, 则有(x+3)X9.81=3.22/2+196.2 X=17.52m 答:塔底与管出口的垂直距离应为17.52m.
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第一章 流 体 流 动
一、流体的主要物理性质
1.密度、相对密度和比体积
(1) 密度— 单位体积的流体所具有的质量,
则:
m V
单位 : kg/m3
(2)相对密度—流体密度与4℃时水的密度之比 , 习惯称为比重 。 符号: d4 20
即:
d4 20 = / 水
水在4℃时的密度为1000㎏/m3,
A、并流和逆流时的平均温度差
式中取△t 1›△t 2取。 △t 1和△t 2取为传热过程中最除、最终
的两流体之间温度差 在工程计算中,当 时,可近似采用算术平均值
当一侧流体变温而另一侧流体恒温时,并流和逆流的平均温 度差是相等的;当两侧流体都变温时,由于流动方向的不同, 两端的温度差也不相同,因此并流和逆流时的平均温度差是 不相等的。 例9:热流体的温度都是由245℃ 冷却到175℃,冷流体都是 由120℃ 加热到160℃,分别求在并流和逆流时的平均温度 差。

化工原理总复习

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《化工原理》复习提要1.各章要点1.1流体流动1.1.1基本概念连续介质模型;组成的表示(质量分率、摩尔分率、体积分率);流体的密度及影响因素;流体静压强的特征、单位、表示方式及等压面;流量、流速的各种表达方式及计算;净功、有效功率、轴功率;牛顿粘性定律、 粘度μ及其影响因素;流体的流动类型、雷诺数、层流与湍流的本质区别;局部阻力与直管阻力、当量直径与当量长度、相对粗糙度、圆形直管内的速度分布、摩擦系数、局部阻力系数。

1.1.2仪器设备各种液柱式压差计、测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计等的结构、测试原理、安装要求。

1.1.3基本公式 流体静力学基本方程: gpZ g p Z ρρ2211+=+柏努利方程:fe fe fe P p u Z W p u g Z H gu g p Z H g u g p Z h u p g Z W u p g Z ∆+++=++++++=++++++=+++∑222212112222211122222111222222ρρρρρρρρ连续性方程: 22121221111u dd u u A u A W W cs s ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=−−→−=−−→−==圆管ρ 阻力计算方程:);出口阻力系数进口阻力系数流区)时在阻力平方区(完全湍(湍流:层流:15.0(22)(()Re,Re64222'2====⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧====u d l u h d f d u d l h e f f λζελεϕλλλ1.2流体输送机械1.2.1基本概念流体输送设备的类型;离心泵的主要部件及其作用;工作原理;类型;气缚现象产生的原因及消除措施;离心泵的理论流量与理论扬程、离心泵的基本方程式及影响扬程、流量的主要因素;离心泵的主要性能参数——流量、扬程、轴功率、效率(容积效率、机械效率、水力效率);特性曲线的测定、换算和应用及设计点;离心泵的设计点;离心泵的工作点及其调节方法;气蚀现象(避免措施)、泵的安装高度及其计算;离心泵的主要类型及型号表示、选择原则。

化工原理复习资料

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复习第十一章干燥1、 干燥过程是热、质同时传递的过程。

传热推动力:热空气与湿物料的温差(气相固相)传质推动力:物料表面的水汽分压与热空气中的水汽分压之差「固相 * 气相) 2、 除湿方法:机械除湿:沉降、过滤、离心等,出去大量水分,但是除湿不彻 底。

吸附除湿:除去少量水分,只适合在实验室使用。

加热除湿:加热使水分汽化而移除,除湿彻底,但能耗高。

工业上往往将两种方法联合起来操作,先用比较经济的机械方法除去湿物料 中的大部分湿分,然后再利用干燥方法继续除湿3、 干燥分类:按操作压力:常压干燥、真空干燥(适于处理热敏性及易氧化的物料) 操作方式:连续干燥:生产能力大、产品质量均匀、热效率高等优点 间歇操作:处理小批量、多品种或要求干燥时间长的物料。

传热方式:传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥等。

4、 湿度的计算:湿度为空气中水汽质量与绝干空气的质量之比,又称湿含量或绝对湿度。

常压下湿空气可视为理想混合气体,5、相对湿度百分数^■湿空气中水汽分压p 与同温度下水的饱和蒸气压p s 之比P100% H 二 ~~ P s pP 总- p sp=p s ,® =1 ——饱和00气%湿空气的®越小,,吸湿能力越大 p=0,「=0,表示空气中不含水分,为绝干空气。

P s&比体积(湿容积)s V H 在湿空气中,1kg 绝干气的体积和相应Hkg 水汽体积 之和。

V H =1kg 绝干气的体积+ Hkg 水汽的体积 m 3湿空气/ kg 绝干气 温度为t ,总压为p 总得湿空气比体积为7、比热容:常压下将以1kg 绝干气为基准的湿空气的温度升高(或降低)1 C 所吸收(或放出)的热量。

计算C H F.01488H湿空气中水汽的质量 H --湿空气中绝干气的质量生Y290 .622 丫饱和湿度:H s =0.622 p sP 总一 P sH 22.4 ◎皿卫518 273p 总(0.772 1.244H) W2731.013 105P 总8、焓的计算:以1 kg 绝干气为基准的湿空气的焓值 I =(1.01 1.88H )t - 2490H9、 干球温度与湿球温度的区别:干球温度t :空气的真实温度,用普通温度计测出的湿空气温度。

化工原理知识点总结复习重点(完美版)

化工原理知识点总结复习重点(完美版)
管截面速度大小分布:
无论是层流或揣流,在管道任意截面上,流体 质点的速度均沿管径而变化,管壁处速度为零,离 开管壁以后速度渐增,到管中心处速度最大。
层流:1、呈抛物线分布;2、管中心最大速度 为平均速度的2倍。
湍流:1、层流内层;2、过渡区或缓冲区;3、 湍流主体
湍流时管壁处的速度也等于零,靠近管壁的流 体仍作层流流动,这-作层流流动的流体薄层称为 层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移, 速度逐渐增大,出现了既非层流流动亦非完全端流 流动的区域,这区域称为缓冲层或过渡层,再往中
出上、下游界面;
2、 截面的选取:两截面均应与流动方向垂直;
3、 基准水平面的选取:任意选取,必须与地面平
行,用于确定流体位能的大小;
4、 两截面上的压力:单位一致、表示方法一致;
5、 单位必须一致:有关物理量的单位必须一致相
匹配。
三、流体流动现象:
流体流动类型及雷诺准数:
(1)层流区
Re<2000
离心泵:电动机 流体(动能)转化 静压能
一、离心泵的结构和工作原理:
离心泵的主要部件:

心泵的的启动流程:


吸液(管泵,无自吸能力)
泵壳
液体的汇集与能量的转换
转能


排放
密封 填料密封 机械密封(高级)
叶轮 其作用为将原动机的能量直接传给液体,
以提高液体的静压能与动能(主要为静压能)。
泵壳 具有汇集液体和能量转化双重功能。
(2)过渡区
2000< Re<4000
(3)湍流区
Re>4000
本质区别:(质点运动及能量损失区别)层流与端
流的区分不仅在于各有不同的Re 值,更重要的是

化工原理知识点总结复习重点

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化工原理知识点总结复习重点化工原理是化学工程与工艺专业的一门基础课程,主要介绍化学工程与工艺中的物质平衡、能量平衡和动量平衡等基本原理及其应用。

下面是化工原理的知识点总结和复习重点的详细版:1.化学反应平衡-反应物与生成物的化学计量关系-反应的平衡常数与平衡常数表达式- Le Chatelier原理和平衡移动方向-改变反应条件对平衡的影响2.物质平衡-物质守恒定律-化学工程中常见的物质平衡问题-不可压缩流体的物质平衡-反应器中的物质平衡-非理想流动下的物质平衡3.能量平衡-能量的守恒定律-热力学一、二、三定律-热力学方程与热力学性质-各种热力学过程的分析-标准生成焓与反应焓-反应器中的能量平衡4.动量平衡-动量的守恒定律-流体的运动学性质-流体的连续性方程、动量方程和能量方程-流体的黏度、雷诺数与运动阻力-流体的流动模式与阻力系数5.质量传递-质量传递的基本概念和规律-质量传递过程中的浓度梯度-净质量流率和摩尔质量流率-质量传递的速率方程和传质系数-各种传质装置的设计和分析6.物料的流动-流体的本构关系和流变特性-流体的流变模型和流变学方程-各种物料的流动模式和流动参数-孔板、喷嘴、管道等流体动力装置的设计和分析7.反应工程学-反应器的分类与特性-反应速率方程和反应级数-决定反应速率的因素-等温、非等温反应的热力学分析-反应器的设计和分析8.分离工程学-分离过程的基本原理-平衡闪蒸和分馏过程-萃取、吸附和吸附过程-结晶和干燥过程-分离设备的设计和分析9.管道和设备-化工工艺流程图的绘制-管道的基本特性和设计原则-常见流体设备的结构和工作原理-设备的选择、设计和运行控制以上是化工原理的知识点总结和复习重点的详细版。

在复习时,需要重点掌握每个知识点的基本概念、原理和公式,并通过习题和实例进行巩固和应用。

同时,建议结合实际工程问题,加深对知识点的理解和运用能力。

化工原理复习

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化工原理复习化工原理是化学工程专业的一门基础课程,主要涉及到化学反应动力学、质量平衡、能量平衡、传递过程以及流体力学等方面的知识。

下面将就几个重要的内容进行复习。

一、化学反应动力学化学反应动力学主要研究反应速率、反应机理以及影响反应速率的因素。

重要的概念包括反应速率常数、反应级数、反应活化能等。

1.反应速率反应速率是指单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量。

对于简单的化学反应,可以用下面的公式表示:r=k[C]a[D]b其中,r表示反应速率,[C]和[D]分别表示反应物C和D的浓度,a和b分别表示C和D的反应级数。

2.反应速率常数反应速率常数表示了反应速率与反应物浓度的关系。

反应速率常数可以通过实验测量得到,它与反应温度密切相关,通常遵循阿伦尼乌斯方程:k = A exp(-Ea/RT)其中,k表示反应速率常数,A表示指前因子,Ea表示反应活化能,R表示气体常数,T表示温度。

3.反应级数反应级数表示了反应速率与浓度的关系。

当反应速率与浓度的指数相等时,反应级数就等于指数。

反应级数可以通过实验测量得到。

4.反应机理反应机理指的是反应过程中分子、原子的相互作用和重排。

通过研究反应机理,可以了解反应的具体过程,进而优化反应条件。

二、质量平衡质量平衡是指在化学工程过程中物质的输入和输出以及物质在过程中的转化过程。

质量平衡方程可以分为总物质平衡和分量物质平衡两种形式。

1.总物质平衡总物质平衡是指输入和输出物质的总量之间的平衡关系。

对于一个封闭的系统,总物质平衡可以表示为:输入物质总量=输出物质总量2.分量物质平衡分量物质平衡是指输入和输出物质的各组分的物质量之间的平衡关系。

对于一个封闭的系统,分量物质平衡可以表示为:输入组分1物质量+输入组分2物质量=输出组分1物质量+输出组分2物质量三、能量平衡能量平衡是指在化学工程过程中能量的输入、输出以及能量的转化过程。

能量平衡方程可以分为热力平衡和焓平衡两种形式。

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化工基础复习要点2009-01-08 10:47化学工程和工艺的基本规律是:质量守恒定律,能量守恒定律,有关平衡关系和过程速率的规律。

三传一反:质量传递,能量传递,动量传递,化学反应工程。

1.工程观点是指:原理合理,操作可行,经济划算,绿色环保。

3.在管径相同的管道内分别流动着粘油和水,若它们的Re数相同,则油的流速比水的流速:大,因为:油的粘度大于水的粘度。

4.据传热机理不同把传热分为:对流,传导,辐射三种类型。

5.逆流换热的最大优点是:传热温差大,换热彻底。

6.换交换热器的管程是指:换热器的管内通道。

7.物理吸收的依据是:取决于当时条件下吸收质在吸收剂中的溶解度。

8.气体的E值越大就越难溶解,m值越小,就越易溶。

9.最小液气比的物理意义是:当液相出口浓度达到平衡浓度时,吸收剂的摩尔流量。

[ D ]1.流体在直圆管中作湍流流动,若管长和管径都增大一倍,而流量保持不变(设摩擦系数不变)则阻力损失应:A 增大一倍;B 减小为1/2;C 减小为1/4;D 减小为1/16[ C ]4.可以提高传热总系数K的途径为: A 增大传热面积;B 增大传热平均温差;C 增大流速;D 提热流体温度[ B ]5.流体的热阻主要集中在: A 湍流主体; B 滞流底层; C 过度区; D 湍流主体和过度区[ D ]6.以比摩尔分率表示的亨利定律为: A p*A= ExA B p*A= CA/H C y*A= mxA D Y*A= mXAA溶液中摩尔分数表示; B物质的量的浓度表示; C两相中摩尔分数。

[ C ]7.以摩尔分率表示的气相吸收分速率方程为: A NA=kgA(p-pi); B NA=KlA(C-C* );C NA= ky(y-yi);D NA=KYA(Y-Y*)[ B ]8.吸收体系亨利定律中的常数值越大,该体系越易溶的常数值是: A E B H C m D KX[ C ]9.U形管压差计读数为40mm时,测得两点之间压差为392Pa。

若压差计读数为60mm 时,则压强差为:A 216 Pa;B 329 Pa;C 588 Pa;D 882 Pa[ B ]10.流量保持不变时, 将管道直径缩小一半, 则雷诺数是原来的: A 0.5 倍 B 2 倍 C 4倍 D 8倍[ F ] 1.流体在管路中流动时产生局部阻力的主要原因是边界层分离。

[ F ]2.由于压强变化对液体密度影响不大,所以液面上方的压强改变时,对液体内部各点的压强没有影响。

[ T ]3.流体流动时产生摩擦阻力的内因是流体具有粘性。

[ T ]4.启动离心泵时,将出口阀门关闭,是为了减小启动功率。

[ F ]5.用120℃饱和蒸气加热原油,蒸气冷凝成同温度的冷凝水,此时两流体并流时的传热平均温度差小于逆流时的平均温度[ T ]6.传热速率方程中的分母都是分子温度区间之内的热阻之和。

[ T ]7.吸收过程中,增大吸收剂用量,吸收推动力增大,填料层高度相应降低;但输送液体的动力消耗增大,吸收液(产品)浓度太低。

[ ]8.填料塔的吸收操作线方程其实就是填料塔的物料衡算式。

2.一平面壁炉墙由三层材料组成,内层是δ1=240mm,λ1=1.165W/m.K的耐火砖,外层是δ3=240mm,λ3=0.585W/m.K红砖,中间填有δ2=50mm,λ2=0.095 W/m.K的石棉隔热层,已知炉墙内壁温度t1=500℃,外壁温度t2=50℃。

求:(1) 每小时通过每平方米炉墙的热量损失。

(2)中间换以λ'2=0.0585的矿棉,则需多少mm才能保持与原来相同的热损失?解:平面壁的热传导1)Φ/A=Δt/Σ(δ/λ)=(500-50)/(0.23/1.163+0.05/0.093+0.24/0.582)=450/(0.1978+0.5376+0.4124)=450/1.1478=392 W/m22)当δ2/λ2=δ2`/λ2`时,能保持与原来相同的热损失。

所以:δ2`=λ2`*δ2/λ2=0.0582*0.5376=0.0313m=31.3 mm第一章流体是气体与液体的总称。

质点:由大量分子构成的微团,其尺寸远小于设备尺寸、远大于分子自由程。

流体的特征:具有流动性;无固定形状,随容器形状而变化;受外力作用时内部产生相对运动。

理想流体:没有粘性,不可压缩,无流动摩擦阻力。

实际流体:有粘性,可压缩,有流动摩擦阻力。

比容:单位质量的流体所具有的体积。

比重(相对密度):某物质的密度与4℃下的水的密度的比值。

1atm=1.033kgf/cm2=760mmHg=10.33mH2O=1.0133ba r=1.0133×105Pa;1工程大气压=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH2O=0.9807bar=9.807×104Pa。

表压强=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强=-表压当容器液面上方压强P0一定时,静止液体内部的压强P仅与垂直距离h有关,处于同一水平面上各点的压强相等。

液面上所受的压强能以同样大小传递到液体内部的任一点(它们只能用于静止的连通着的同一种流体的内部)。

若U型管的一端与被测流体相连接,另一端与大气相通,那么读数R就反映了被测流体的绝对压强与大气压之差,也就是被测流体的表压。

若希望读数R清晰,可采取三种措施:两种指示液的密度差尽可能减小、采用倾斜U型管压差计、采用微差压差计。

扩大室内径与U型管的内径之比>10,且指示液与被测流体不互溶。

液封的作用就是:当气体压力超过这个限度时,气体冲破液封流出,又称为安全性液封。

公称管径不是实际意义上的外径或内径,其数值与内径较为接近或相等。

无缝钢管的公称直径是指管子的外径,但它不等于外径,却与内径数值相近. 有缝钢管的公称直径是指管子的外径. 容器、筒体、封头的公称直径是指其内径。

用无缝管制做的筒体容器的公称直径是指钢管的外径。

法兰的公称直径是指与其相配的筒体、封头、管道的公称直径。

螺栓螺母的公称直径是指螺纹的大径,即外螺纹(螺栓)的牙顶或内螺纹(螺母)的牙底径.定态流动:流动系统中流体的流速、压强、密度等有关物理量仅随位置而改变,而不随时间而改变。

非定态流动:上述物理量不仅随位置而且随时间变化的流动。

当体积流量VS一定时,管内流体的流速与管道直径的平方成反比。

流体本身具有的能量:内能位能动能静压能(流动功)内能:物质内部能量的总和称为内能。

位能:流体因处于重力场内而具有的能量。

动能:流体以一定的流速流动而具有的能量。

静压能:通过某截面的流体具有的用于克服压力功的能量。

T50系统与外界交换的能量:热功流体本身所具有能量和热、功就是流动系统的总能量。

柏努利方程式表明理想流体在管内做稳定流动,没有外功加入时,任意截面上单位质量流体的总机械能即动能、位能、静压能之和为一常数。

理想流体在各截面上的总机械能相等,但各种形式的机械能却不一定相等,可以相互转换。

对于实际流体,在管路内流动时,上游截面处的总机械能大于下游截面处的总机械能柏努利方程式应用:两截面都应与流动方向垂直,并且两截面的流体必须连续,所求得未知量应在两截面或两截面之间,准水平面的位置可以任意选取,但必须与地面平行流体的内摩擦力:运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。

又称为粘滞力或粘性摩擦力。

流体的粘度:促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。

粘度总是与速度梯度相联系,只有在运动时才显现出来;液体的粘度随温度升高而减小,压强变化时,液体的粘度基本不变。

气体的粘度随温度升高而增大,随压强增加而增加的很少(单位:Pa.S或P1Pa.S=1000CP=10P)。

流体在圆形直管内流动时:Re≤2000时,流体的流动类型属于滞流;Re≤4000时,流体的流动类型属于湍流;流体的流动形态不仅与流体的流速有关,而且还与流体的黏度、密度和管径有关。

流体内部质点的运动方式:层流流动时,流体质点沿管轴做有规则的平行运动。

湍流流动时,流体质点在沿流动方向运动的同时,还做随机的脉动。

T123湍流流动是一个时均流动上叠加了一个随机的脉动量,湍流的特征是出现速度的脉动。

层流时平均速度等于管中心处最大速度的一半;通常情况,湍流时的平均速度大约等于管中心处最大速度的0.82倍。

剪应力:单位时间通过单位面积的动量,即动量通量。

边界层:流速降为未受影响流速的99%以内的区域。

随着流动路程的增长,边界层逐渐增厚;随着流体的粘度减小,边界层逐渐减薄。

流道扩大时必造成逆压强梯度;逆压强梯度容易造成边界层的分离;界层分离造成大量漩涡,大大增加机械能消耗;体沿着壁面流过时的阻力称为摩擦阻力。

由于固体表面形状而造成边界层分离所引起的能量损耗称为形体阻力。

粘性流体绕过固体表面的阻力为摩擦阻力与形体阻力之和这两者之和又称为局部阻力。

直管阻力:流体流经一定管径的直管时由于流体的内摩擦而产生的阻力。

局部阻力:流体流经管路中的管件、阀门及管截面的突然扩大及缩小等局部地方所引起的阻力。

流动阻力产生的根源:流体具有粘性,流动时存在内部摩擦力。

流动阻力产生的条件:固定的管壁或其他形状的固体壁面。

绝对粗糙度:壁面凸出部分的平均高度;相对粗糙度:绝对粗糙度与管道直径的比值。

湍流时影响阻力损失的主要因素有:管径d 管长l 平均速度 u 流体密度ρ粘度μ管壁粗糙度ε流体分层:层流区,过渡区,湍流区,全湍流区。

管路系统中总能量损失=直管阻力+局部祖力串联管路的主要特点:通过各管段的质量不变,对于不可压缩性流体。

分支管路的特点:单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能量损失之和相等,且等于分支点处的总机械能。

并联管路的特点:并联管路中各支管的能量损失相等;管中的流量等于各支管流量之和。

一般性结论:任何局部阻力的增大将使管内各处的流速下降;游的阻力增大将导致上游的静压强的上升;上游的阻力增大将使下游的静压强下降。

分支管路中的阀门关小,其结果是阀门所在支管的流量减小,另一支管的流量增大,而总流量则呈现下降趋势。

变压头流量计:将流体的动压头的变化以静压头的变化的形式表示出来。

一般,读数指示由压强差换算而来。

如:测速管、孔板流量计和文丘里流量计;变截面流量计:流体通过流量计时的压力降是固定的,流体流量变化时流道的截面积发生变化,以保持不同流速下通过流量计的压强降相同。

如:转子流量计。

对于某水平管路,测速管的内管A点测得的是管口所在位置的局部流体动压头与静压头之和,称为冲压头。

使用皮托管的注意事项:1)测速管所测的速度是管路内某一点的线速度,它可以用于测定流道截面的速度分布。

2)一般使用测速管测定管中心的速度,然后可根据截面上速度分布规律换算平均速度。

3)测速管应放置于流体均匀流段,且其管口截面严格垂直于流动方向。

4)测速管安装于管路中,装置头部和垂直引出部分都将对管道内流体的流动产生影响,从而造成测量误差。

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