化工单元操作基础知识讲座之一流体的输送
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1 第一部分：流体流动与输送
2 第二部分：非均相物系的分离
3
第三部分：传热
4
第四部分：液体蒸馏
5
第五部分：气体吸收
6
第六部分：固体干燥
7
第七部分：蒸发
8
第八部分：萃取
化学工业出版社
2
第一部分 流体流动与输送
流体流动规律是化工单元操作的重要基础， 主要原因是：
1.各种流体输送问题，管路的设计，输送机械的 选择以及所需功率的计算,需要研究流体的流动 规律。 2.流体的流动对传热、传质以及反应过程有着重 要的影响。过程进行的好坏，动力的消耗及设备 的投资都与流体的流动状况密切相关。
强化 化工过程 削弱
化学工业出版社
3
第一部分 流体流动与输送
知识要点：
1.流体、流体流动类型、流体输送方式等基本 概念。 2.流体静力学基本方程式，连续性方程式和柏 努利方程及其应用。 3.流体流动阻力及其计算原则。 4.流体输送管路与机械。
化学工业出版社
4
第一部分 流体流动与输送
流体输送的应用
dv
/
dy
N / m2 (m / s) / m
Pa •
s
单位 1Pa·s=10P=1000cP
获 取方法：属物性之一，由实验测定；查有关手册或资料、
用经验公式计算
大多数气体的粘度远小于液体粘度
影响因素：主要有体系、温度、浓度
（压力的影响可忽略（气体））
T , L , G
化学工业出版社
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2）影响粘度的因素：
4、常见的液体输送方式： 1）重力输送 2）真空输送 3）压缩空气输送 4）机械输送
化学工业出版社
8
第一部分 流体流动与输送
5、流体流动类型： ①稳定流动：在流体流动任一截面上，流体的 压力、流量、流速等流动参数只与位置有关， 与时间的变化无关的流动。 ②不稳定流动：
化学工业出版社
9
第一部分 流体流动与输送
状，随容器的形状而变化；在外力的作用下其 内部发生相对运动。
把流体视为由无数个流体微 u
团（或流体质点）所组成，这些 流体微团紧密接触，彼此没有间 隙。这就是连续介质模型。
化学工业出版社
7
第一部分 流体流动与输送
3、气体与液体的区别： 1）密度：气体变化；液体变化不明显。 2）压缩性：气体可压缩，<20%可看成不可压缩。 液体不可压缩。
说明：① 在化工生产中，正常运 行时，各点各处的流量不随时间 变化，近似为常数，系统流动近 似为稳态流动。
② 只有在出现波动或是开、 停车时，为非稳态流动。
化学工业出版社
10
第一部分 流体流动与输送
二、流体的基本物性
1、流体的密度ρ
1）定义：单位体积流体所具有的质量。 Kg/m3
m kg / m3
液体的粘度随温度的升高而下降
气体的粘度温度的升高而升高 粘性
y
u
dy
u+du u
x
为什么 有分层流
？ 动的现象
u=0
y方向上的流体速 度分布为线性
流体具有粘 性，流动流体 内部存在内摩 擦力或粘滞力
化学工业出版社
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第一部分 流体流动与输送
4、流量与流速 1）流量 流体在流动时，每单位时间内通过管道任一
① 日常生活中 流动现象：
化学工业出版社
5
第一部分 流体流动与输送
煤气
②工业生产过程中
煤气洗涤塔
孔板流量计
水封
泵 水池
水
填料塔
煤气
化学工业出版社
6
第一部分 流体流动与输送
一、流体的定义、特征与流动类型 1、定义：液态或气态下可以流动的物料称为流体
2、流体的共同特征（气体与液体的共同点）： 易流动，抗剪和抗张的能力很小；无固定形
换算关系如下： 1atm=1.013×105Pa=760mmHg =1.033at=10.33mH2O 1at=1kgf/cm2=9.81×104Pa=10mH2O =735.6mmHg
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第一部分 流体流动与输送
3）压强的表示方法 绝压---以绝对零压作为基准
压力大小的两种表征方法 表压---以当地大气压为基准
V
影响密度的因素：温度、压力 不可压缩流体：流体种类和温度变化不受压力影响。 可压缩流体（气体）：受温度、压力影响大。 密度的获取方法：常用的查表
用比重计测得、换算
化学工业出版社
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第一部分 流体流动与输送
2）气体密度Baidu Nhomakorabea
f (p,T)
理想气体：（温度不太低也不太高，压强很小时的气体）
pM
RT
截面的流体量，称为流体的流量。如果流体量用流体
的质量来度量，则称为质量流量，用qm表示，单位是
《化工单元操作》 基础知识讲座之 流体流动与输送
阿拉善职业技术学院 2014-6-20
化学工业出版社
1
• 说明：
一个化工产品的生产需经过若干个物理过程与若干个化学反应过程， 一般把不同化工产品生产过程中，发生同样的物理变化、遵循共同的 规律、使用相似的设备、具有相同作用的基本物理操作，称为化工单 元操作，我们要学习的单元操作包括：
在压力不太高，温度不太低时，也可用下式计算
（2）液体混合 m物:若pRM混Tm合前后体积
以1kg混合物为基准
不变
1 w1 w2 wn
1 2
n
w—质量分率
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第一部分 流体流动与输送
2、压强 1）定义： 在流体内部由于流体本身的重力而产生
的垂直作用在单位面积上的力称为流体的 静压强，简称压强或压力。
pF/A
特性： ①垂直作用于器壁
②在同一流体的相同水平面上 各方向的压强相同
p
pp
p p
p
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第一部分 流体流动与输送
2）压强的单位及换算
压强的法定单位是Pa：1Pa=1N/m2。常用单位：如：物理大 气压（atm）、工程大气压（at）、米水柱（mH2O）、毫 米汞柱（mmHg）、巴（bar）等
表压真 表空 压度 强
表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强
PA（表）
绝压/表压/真空度的关系
PA,绝
P大气压
大气压线 P（真空度）
PB,绝 绝对零压线
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压力表
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17
真空表
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第一部分 流体流动与输送
3、粘度μ
1）物理意义 衡量流体粘性大小的一个物理量
其中R—8.314kJ/kmol·K ； P—kN/m2 （kPa）；
M—kg/kmol； T—K。
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第一部分 流体流动与输送
3）混合物的密度
已知纯物质的密度及混合物的组成，则 以1m3混合物为
（1）气体混合物：若混合前后压力与温
基准
度变化不大时，
x11 x22 xnn
x — 摩尔分数
2 第二部分：非均相物系的分离
3
第三部分：传热
4
第四部分：液体蒸馏
5
第五部分：气体吸收
6
第六部分：固体干燥
7
第七部分：蒸发
8
第八部分：萃取
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第一部分 流体流动与输送
流体流动规律是化工单元操作的重要基础， 主要原因是：
1.各种流体输送问题，管路的设计，输送机械的 选择以及所需功率的计算,需要研究流体的流动 规律。 2.流体的流动对传热、传质以及反应过程有着重 要的影响。过程进行的好坏，动力的消耗及设备 的投资都与流体的流动状况密切相关。
强化 化工过程 削弱
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3
第一部分 流体流动与输送
知识要点：
1.流体、流体流动类型、流体输送方式等基本 概念。 2.流体静力学基本方程式，连续性方程式和柏 努利方程及其应用。 3.流体流动阻力及其计算原则。 4.流体输送管路与机械。
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4
第一部分 流体流动与输送
流体输送的应用
dv
/
dy
N / m2 (m / s) / m
Pa •
s
单位 1Pa·s=10P=1000cP
获 取方法：属物性之一，由实验测定；查有关手册或资料、
用经验公式计算
大多数气体的粘度远小于液体粘度
影响因素：主要有体系、温度、浓度
（压力的影响可忽略（气体））
T , L , G
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2）影响粘度的因素：
4、常见的液体输送方式： 1）重力输送 2）真空输送 3）压缩空气输送 4）机械输送
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8
第一部分 流体流动与输送
5、流体流动类型： ①稳定流动：在流体流动任一截面上，流体的 压力、流量、流速等流动参数只与位置有关， 与时间的变化无关的流动。 ②不稳定流动：
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第一部分 流体流动与输送
状，随容器的形状而变化；在外力的作用下其 内部发生相对运动。
把流体视为由无数个流体微 u
团（或流体质点）所组成，这些 流体微团紧密接触，彼此没有间 隙。这就是连续介质模型。
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第一部分 流体流动与输送
3、气体与液体的区别： 1）密度：气体变化；液体变化不明显。 2）压缩性：气体可压缩，<20%可看成不可压缩。 液体不可压缩。
说明：① 在化工生产中，正常运 行时，各点各处的流量不随时间 变化，近似为常数，系统流动近 似为稳态流动。
② 只有在出现波动或是开、 停车时，为非稳态流动。
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10
第一部分 流体流动与输送
二、流体的基本物性
1、流体的密度ρ
1）定义：单位体积流体所具有的质量。 Kg/m3
m kg / m3
液体的粘度随温度的升高而下降
气体的粘度温度的升高而升高 粘性
y
u
dy
u+du u
x
为什么 有分层流
？ 动的现象
u=0
y方向上的流体速 度分布为线性
流体具有粘 性，流动流体 内部存在内摩 擦力或粘滞力
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第一部分 流体流动与输送
4、流量与流速 1）流量 流体在流动时，每单位时间内通过管道任一
① 日常生活中 流动现象：
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5
第一部分 流体流动与输送
煤气
②工业生产过程中
煤气洗涤塔
孔板流量计
水封
泵 水池
水
填料塔
煤气
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6
第一部分 流体流动与输送
一、流体的定义、特征与流动类型 1、定义：液态或气态下可以流动的物料称为流体
2、流体的共同特征（气体与液体的共同点）： 易流动，抗剪和抗张的能力很小；无固定形
换算关系如下： 1atm=1.013×105Pa=760mmHg =1.033at=10.33mH2O 1at=1kgf/cm2=9.81×104Pa=10mH2O =735.6mmHg
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第一部分 流体流动与输送
3）压强的表示方法 绝压---以绝对零压作为基准
压力大小的两种表征方法 表压---以当地大气压为基准
V
影响密度的因素：温度、压力 不可压缩流体：流体种类和温度变化不受压力影响。 可压缩流体（气体）：受温度、压力影响大。 密度的获取方法：常用的查表
用比重计测得、换算
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11
第一部分 流体流动与输送
2）气体密度Baidu Nhomakorabea
f (p,T)
理想气体：（温度不太低也不太高，压强很小时的气体）
pM
RT
截面的流体量，称为流体的流量。如果流体量用流体
的质量来度量，则称为质量流量，用qm表示，单位是
《化工单元操作》 基础知识讲座之 流体流动与输送
阿拉善职业技术学院 2014-6-20
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1
• 说明：
一个化工产品的生产需经过若干个物理过程与若干个化学反应过程， 一般把不同化工产品生产过程中，发生同样的物理变化、遵循共同的 规律、使用相似的设备、具有相同作用的基本物理操作，称为化工单 元操作，我们要学习的单元操作包括：
在压力不太高，温度不太低时，也可用下式计算
（2）液体混合 m物:若pRM混Tm合前后体积
以1kg混合物为基准
不变
1 w1 w2 wn
1 2
n
w—质量分率
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13
第一部分 流体流动与输送
2、压强 1）定义： 在流体内部由于流体本身的重力而产生
的垂直作用在单位面积上的力称为流体的 静压强，简称压强或压力。
pF/A
特性： ①垂直作用于器壁
②在同一流体的相同水平面上 各方向的压强相同
p
pp
p p
p
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第一部分 流体流动与输送
2）压强的单位及换算
压强的法定单位是Pa：1Pa=1N/m2。常用单位：如：物理大 气压（atm）、工程大气压（at）、米水柱（mH2O）、毫 米汞柱（mmHg）、巴（bar）等
表压真 表空 压度 强
表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强
PA（表）
绝压/表压/真空度的关系
PA,绝
P大气压
大气压线 P（真空度）
PB,绝 绝对零压线
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压力表
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17
真空表
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第一部分 流体流动与输送
3、粘度μ
1）物理意义 衡量流体粘性大小的一个物理量
其中R—8.314kJ/kmol·K ； P—kN/m2 （kPa）；
M—kg/kmol； T—K。
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12
第一部分 流体流动与输送
3）混合物的密度
已知纯物质的密度及混合物的组成，则 以1m3混合物为
（1）气体混合物：若混合前后压力与温
基准
度变化不大时，
x11 x22 xnn
x — 摩尔分数