化工原理 复习 总结 考点

流体流动–––底子概念与底子道理 一、流体静力学底子方程式 )(2112zzgpp

或 ghpp0 注意：1、应用条件：静止的连通着的同一种持续的流体。 2、压强的暗示方法：绝压—大气压=表压 表压常由压强表来测量； 大气压—绝压=真空度 真空度常由真空表来测量。 3、压强单元的换算： 1atm=760mmHg=10.33mH22 4、应用：程度管路上两点间压强差与U型管压差计读数R的关系： gRppA)(21

处于同一程度面的液体，维持等压面的条件必需时静止、持续和同一种液体。

二、定态流动系统的持续性方程式––––物料衡算式 常数常数uAAuAuwsA222111,

常数常数uAAuAuVsA2211, 21221221///,ddAAuuA圆形管中流动常数

三、定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式 1kg流体：fhuPgZWeuPgZ22222111 [J/kg] 讨论点：1、流体的流动满足持续性假设。 2、抱负流体，无外功输入时，机械能守恒式：

3、可压缩流体,当Δp/p1<20%,仍可用上式，且ρ=ρm。 4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步调，截面与基准面拔取的原那么。 5、流体密度ρ的计算： 抱负气体ρ=PM/RT 混合气体 vnnvvmxxx2211

混合液体 nwnwmwmxxx2211 上式中：vix––––体积分率；wix––––质量分率。 6、gz，u2/2，p/ρ三项暗示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。∑hf为流经系统的能量损掉。We为流体在两截面间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne=We·ωs，轴功率N=Ne/η〔W〕

7、1N流体 feHgugpZH22 [m] 〔压头〕

2222222111

uPgZuPgZ1m3流体 ffafehpphupghW而22, 四、柏努利式中的∑hf I． 流动类型： 1、雷诺准数Re及流型 Re=duρ/μ=du/ν，μ为动力粘度，单元为[Pa·S]；ν=μ/ρ为运动粘度，单元[m2/s]。 层流：Re≤2000，湍流：Re≥4000；20002、牛顿粘性定律 τ=μ(du/dy) 气体的粘度随温度升高而增加，液体的粘度随温度升高而降低。 3、流型的比较：①质点的运动方式； ②速度分布，层流：抛物线型，平均速度为最大速度的0.5倍； 湍流：碰撞和混和使速度平均化。 ③阻力，层流：粘度内摩擦力， 湍流：粘度内摩擦力+湍流切应力。 II． 流体在管内流动时的阻力损掉 'fffhhh [J/kg]

1、直管阻力损掉hf ffpudlh22 范宁公式(层流、湍流均适用). 层流：23264)(dluhRRffee或即 哈根—泊稷叶公式。 湍流区〔非阻力平方区〕：),(dRfe；高度湍流区〔阻力平方区〕：)(df，具体的定性关系拜见摩擦因数图，并定量阐发hf与u之间的关系。 推广到非圆型管润湿周边长流通截面积44Herdd 注：不克不及用de来计算截面积、流速等物理量。 2、局部阻力损掉hf ` ①阻力系数法，5.00.122'cefuh

②当量长度法，22'udlhef 注意：截面取管出口表里侧，对动能项及出口阻力损掉项的计算有所不同。 当管径不变时，2))((2udllhfe 流体在变径管中作不变流动，在管径缩小的处所其静压能减小。流体在等径管中作不变流动流体由于流动而有摩擦阻力损掉，流体的流速沿管长不变。流体流动时的摩擦阻力损掉hf所损掉的是机械能中的静压能项。完全湍流〔阻力平方区〕时，粗拙管的摩擦系数数值只取决于相对粗拙度。 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反响器，当管道上的阀门开度减小时，水流量将减小，摩擦系数增大，管道总阻力不变。 五、管路计算 I． 并联管路：1、321VVVV 2、321ffffhhhh 各支路阻力损掉相等。 即并联管路的特点是：〔1〕并联管段的压强降相等；〔2〕主管流量等于并联的各管段流量之和；〔3〕并联各管段中管子长、直径小的管段通过的流量小。 II．分支管路：1、321VVVV 2、分支点处至各支管终了时的总机械能和能量损掉之和相等。

六、柏式在流量测量中的运用 1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。 2、孔板流量计为定截面变压差流量计，用来测量管道中流体的流量。随着Re增大其孔流系数C0先减小，后保持为定值。 3、转子流量计为定压差变截面流量计。注意：转子流量计的校正。 测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加，假设改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。 离心泵–––––底子概念与底子道理 一、工作道理 底子部件：叶轮〔6~12片后弯叶片〕；泵壳〔蜗壳〕〔集液和能量转换装置〕；轴封装置〔填料函、机械端面密封〕。 道理：借助高速旋转的叶轮不竭吸入、排出液体。 注意：离心泵无自吸能力，因此在启动前必需先灌泵，且吸入管路必需有底阀，否那么将发生“气缚〞现象。 某离心泵运行一年后如发现有气缚现象，那么应查抄进口管路是否有泄漏现象。

二、性能参数及特性曲线 1、压头H，又称扬程 fHgpZH

2、有效功率 )(102kwHQNHgQWNsee轴功率 3、离心泵的特性曲线通常包罗 QQNQH,,曲线，这些曲线暗示在必然转速下输送某种特定的液体时泵的性能。由QN线上可看出：0Q时，minNN，所以启动泵和停泵都应关闭泵的出口阀。 离心泵特性曲线测定尝试，泵启动后出水管不出水，而泵进口处真空表指示真空度很高，可能呈现的故障原因是吸入管路堵塞。 假设被输送的流体粘度增高，那么离心泵的压头减小，流量减小，效率减小，轴功率增大。

三、离心泵的工作点 1、泵在管路中的工作点为离心泵特性曲线〔QH〕与管路特性曲线〔eeQH〕的

交点。管路特性曲线为：2eeBQKH。 2、工作点的调节：既可改变QH来实现，又可通过改变eeQH来实现。具体办法有改变阀门的开度，改变泵的转速，叶轮的直径及泵的串、并联操作。 离心泵的流量调节阀安装在离心泵的出口管路上，开大该阀门后，真空表读数增大，压力表读数减小，泵的扬程将减小，轴功率将增大。 两台同样的离心泵并联压头不变而流量加倍，串联那么流量不变压头加倍。

四、离心泵的安装高度Hg 为防止气蚀现象的发生，离心泵的安装高度≤Hg，注意气蚀现象发生的原因。

1．1021'2fsHguHHg 'sH为操作条件下的允许吸上真空度，m

10fH为吸入管路的压头损掉，m。

2． 10fvaHhgppHg h 允许气蚀余量，m ap液面上方压强，Pa； vp操作温度下的液体饱和蒸汽压，Pa。

离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生气蚀现象。 传 热–––底子概念和底子理论 传热是由于温度差引起的能量转移，又称热传递。由热力学第二定律可知，但凡有温度差存在时，就必然发生热从高温处传递到低温处。 按照 传热机理的不同，热传递有三种底子方式：热传导〔导热〕、热对流〔对流〕和热辐射。热传导是物体各局部之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微不雅粒子的热运动而引起的热量传递；热对流是流体各局部之间发生相对位移所引起的热传递过程〔包罗 由流体中遍地的温度不同引起的自然对流和由外力所致的质点的强制运动引起的强制对流〕，流体流过固体外表时发生的对流和热传导联合作用的传热过程称为对传播热〔给热〕；热辐射是因热的原因而发生的电磁波在空间的传递。任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐射能，只是在高温时，热辐射才能成为主要的传热方式。传热可依靠此中的一种方式或几种方式同时进行。 传热速率Q是指单元时间通过传热面的热量〔W〕；热通量q是指每单元面积的传热速率〔W/m2〕。

一、热传导 1．导热底子方程––––傅立叶定律

ntdSdQ

λ––––导热系数，表征物质导热能力的大小，是物质的物理性质之一，单元为W/〔m·℃〕。纯金属的导热系数一般随温度升高而降低，气体的导热系数随温度升高而增大。 式中负号暗示热流标的目的总是和温度剃度的标的目的相反。 2．平壁的不变热传导 单层平壁：

RtSbttQ

21

多层〔n层〕平壁： niniiinRtSbttQ11

11

 公式说明导热速率与导热鞭策力〔温度差〕成正比，与导热热阻〔R〕成反比。 由多层等厚平壁构成的导热壁面中所用材料的导热系数愈大，那么该壁面的热阻愈小，其两侧的温差愈小，但导热速率不异。 2．圆筒壁的不变热传导 单层圆筒壁：

RtSbttQm

21

或

1221

ln

)(2rrttlQ

当S2/S12时，用对数平均值，即：