中药制剂工艺--第1章 流体流动
制药化工原理：第一章第三节流体流动现象
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。
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管道截面上任一点的时均速度为：
ui
1
u d 2
1 i
湍流流动是一个时均流动上叠加了一个随机的脉动量 。
例如，湍流流动中空间某一点的瞬时速度可表示为：
体的粘性愈大，其值愈大，称为粘性系数或动力粘度，简
称粘度。
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2、流体的粘度
1)物理意义
du
dy
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
2)粘度与温度、压强的关系
a) 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。
2020/11/10
2020/11/10
二、流动类型与雷诺准数
1、雷诺实验（p25页）
滞流或层流
2020/11/10
湍流或紊流
2020/11/10
2、雷诺数Re
雷诺数的因次 ：
Re du
Re
du
m
m s1 kg m3 N s m2
流速u、管内径d、 流体粘度μ和密度ρ 也都能引起流动状 态的改变。
第一章 流体流动
第三节 流体流动现象
一、牛顿粘性定律与流体的 粘度
二、流动类型与雷诺准数 三、滞流与湍流的比较
2020/11/10
一、牛顿粘性定律与流体的粘度
1. 牛顿粘性定律
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。
——流体阻力产生的依据
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北中大中药药剂学实验指导04颗粒流动性的测定
实验四颗粒流动性的测定一、实验目的1.掌握测定休止角的方法以评价颗粒的流动性。
2.熟悉润滑剂或助流剂及其用量对颗粒流动性的影响。
二、实验原理药物粉末或颗粒的流动性是固体制剂制备中的一项重要物理性质，无论原辅料的混匀、沸腾制粒、分装、压片工艺过程都与流动性有关。
特别是在压片工艺过程中，为使颗粒能自由连续流入冲模，保证均匀填充，减少压片时对冲模壁的摩擦和粘附，降低片重差异，必须使颗粒具有良好的流动性。
影响流动性的因素比较复杂，除颗粒间的摩擦力、附着力外，颗粒的粒径、形态、松密度等，对流动性也有影响。
改善颗粒流动性的措施有：改变粒径和形态，添加润滑剂或助流剂等。
本实验将采用改变颗粒粒径、添加润滑剂或助流剂等方法以改善流动性。
表示流动性的参数，主要有休止角、滑角、摩擦系数和流动速度等，其中以休止角比较常用。
根据休止角的大小，可以间接反映流动性的大小。
一般认为粒径越小，或粒度分布越大的颗粒，其休止角越大，而粒径大且均匀的颗粒，颗粒间摩擦力小，休止角小，易于流动,所以休止角可以作为选择润滑剂或助流剂的考察指标。
一般认为休止角小于40。
者流动性较好。
休止角是指粉末或颗粒堆积成最陡堆的斜边与水平面之间的夹角。
图4-1为本实验测定休止角的装置。
具体测定方法，将粉末或颗粒放在固定于圆形器皿的中心点上面的漏斗中，圆形器皿为浅而已知半径为r（5cm左右）的培养平皿。
粉末或颗粒从漏斗中流出，直至粉末或颗粒堆积至从平皿上缘溢出为止，测出圆椎陡堆的顶点到平皿上缘的高h,休止角即为下式中的φ值：tgφ=h∕r在使用上述方法测定时，为了使颗粒从漏斗中流出的速度均匀稳定，使测定的结果现性好，可将2〜3个漏斗错位串联起来，即上一个漏斗出口不对准下一个漏斗出口，粉末或颗粒尽可能堆成陡的圆锥体（堆）。
图4-1测定休止角的装置示意图三、实验内容与操作（一）制备空白颗粒1.处方淀粉250g糊精250g50%乙醇适量2.操作将淀粉与糊精混匀后，用适量50%乙醇制成适宜的软材，过16目筛，80℃烘干，过16目筛整粒备用。
中药制药工程原理与设备
中药制药工程原理与设备》教学大纲课程编号：2009032035课程名称：中药制药工程原理与设备课程名称：（英文）开课单位：药学院制药工程学科学分：5 学时：86（14）先开课程：高等数学、药用物理学、物理化学授课对象：中药制药工程本科考核方式：考试执笔人：殷鹏辉编写日期：2009年8月30日前言【开课目的】《中药制药工程原理与设备》是研究中药制药过程中主要设备的基本原理、选型、工艺设计及其发展方向的课程，是中药制药生产和科研中主要环节之一，具有较强的工程性和实践性，是联系中药制造过程理论与生产实践的桥梁。
本课程作为中药制药工程专业的专业基础课，其目的是培养学生解决中药制药生产中相关的实际问题的能力，适应我国中药制药生产的现代化需要，培养理工兼备的高级中药技术人才。
【教学要求】《中药制药工程原理与设备》包括如下基本内容：1.掌握中药生产过程的基本原理；2.掌握制药设备的工作原理、选型与应用；3.熟悉设计设备的主要参数，了解工艺设计原则；4.初步掌握制药工艺过程中分析问题、解决问题的能力，能够提出具有一定经济效益的技术方案。
5.培养学生严谨的科学态度，理论联系实际的工作作风和分析问题和解决问题的能力。
本课程总学时数54学时，全部课堂讲授。
教学目的要求、内容和方法绪论【目的要求】1，了解本课程的研究对象、课程目的和任务；2，熟悉中药制药生产过程中单元操作的概念；3，掌握制药过程中工艺计算的方法【教学内容】中药制药工程与设备研究的对象、内容以及学生应获得的能力，中药制药过程与单元操作中物料衡算、热量衡算以及过程平衡与速率等。
【教学方式】课堂讲授。
1.流体流动【目的要求】1、掌握流体静力学方程式及其应用；2、掌握流体流动的衡算方法（连续性方程、柏努利方程及其应用）；3、掌握流体在管内的流动阻力及其计算；简单管路计算的方法。
4、熟悉层流与湍流的特征、边界层的概念；5、了解非牛顿型流体的流动。
【教学内容】1.流体的部分物理性质；2.作用于流体上的力、流体平衡的基本方程及其应用；3.流量与流速、定态流动与非定态流动、流体流动的物料与能量衡算；4.粘度的概念，流体流动的类型与雷诺准数，流动形态及判据；5.流体在管内的流动阻力及其计算；6.简单管路计算的类型与方法。
中药制药工程原理及设备
中药制备工程原理与设备复习资料1.三传：动量传递、热量传递、质量传递。
2.层流：流动中流线层次清楚，相互平行，成为层流。
3.雷诺公式：Re=Du mρ/μ〔μ：动力粘度；D: 管径；流速u m、流体密度ρ和动力粘度μ〕当Re小于或等于200是，一般为层流；当Re大于或等于400时，一般为湍流；流速越快，边界层的厚度越薄。
4搅拌器的强化措施：提高搅拌器转速，抑制搅拌罐的打旋现象，加设导流筒。
5.气缚：启动时，离心泵如有空气，因气体的密度远小于液体的密度，产生的惯性离心力很小，在吸入口形成的真空缺乏以将液体吸入泵中。
虽启动离心泵，但无法输送液体，此现象成为气缚6.离心泵的原理：启动前，先在泵壳灌满呗输送液体。
启动后，泵轴带动叶轮旋转，迫使叶片间的液体旋转。
在惯性离心力的作用下，液体从叶轮中心被抛向叶轮外围，以15~25m/s的流速由径向排入泵壳涡形通道，顺着叶轮旋转方向，在渐扩通道逐渐降低流速，使其大局部动能转变成静压能。
经过能量转变，液体具有较高的压力，由泵排出口通过管路送出。
液体自叶轮中心抛向外周时，在叶轮中心产生低压区，低位贮液槽中的液体在压差的作用下，沿轴向被压入叶轮。
叶轮不断地旋转，液体连续不断地吸入和排出。
7.泵的部能量损失主要有三种：容积损失、水力损失和机械损失。
8.气蚀：在强烈的冲击力作用下，泵体出现震动，泵的噪音增大，使材料外表疲劳，出现点蚀甚至裂缝，叶轮和泵壳受到破坏，这种现象称为“气蚀〞。
吸上真空度和充分气蚀余量这两个指标对泵的气蚀现象加以控制。
η-qv曲线：表示泵的效率与流量的关系。
曲线说明，流量为0时效率为0，效率随流量变化过程中，存在一最高效率点，也成为设计点。
9.离心泵的操作：1.启动前，泵和吸入管必需充满液体2..为了防止电机超载和加大电负荷，泵启动前，应将出口管路上的阀门关闭，待电机运转正常后，再逐渐翻开出口阀门，使泵进入正常工作状态。
3.泵运转时要定期检查和维修保养，以防止出现液体泄漏和泵轴发热等情况。
流体流动的起因PPT学习教案
z
t
（t0 ） O M （a，b，c）
（x，y，z） x
y
x x(a,b, c,t) y y(a,b, c,t) z z(a,b, c,t)
若给定a，b，c，即为某一质点的 运动轨迹线方程。
x x(a,b, c,t)
ux t
t
uy
y t
y(a,b, c,t) t
uz
z t
u
t
(x,y,z)
个流体质点的速度矢量
。
• 流体的其它运动要素和物理特性也都可用相应的时间和空间
域上的场的形式表达。如加速度场、压力场等：
a a(x,y,z,t)
p p(x,y,z,t)
第16页/共105页
u u(x, y, z,t) 当t=t0=常数，它便表示流场中 同一时刻各点的速度分布情况
对一确定的质点，其 轨迹线的形状不随时间 变化。
第27页/共105页
• 流线是同一时刻
流场中连续各点的 速度方向线。
第28页/共105页
• 根据流线的定义
• 在非定常流情况下，流线
，可以推断：除
一般会随时间变化。在定
非流速为零或无
常流情况下，流线不随时
穷大处，流线不
间变，流体质点将沿着流
能相交，也不能
ax
ax (a,b, c,t)
u t
2x(a,b, c,t) t 2
ay
ay (a,b, c,t)
v t
2 y(a,b, c,t) t 2
az
az (a,b, c,t)
w t
2z(a,b, c,t) t 2
第12页/共105页
拉 格朗 日法 的缺 陷
化工原理-第一章-流体流动PPT课件
.
16
例题:1.判断下面各式是否成立 PA=PA′ PB=PB′ PC=PC′
2.细管液面高度 h
油 H1
水
H2
C C'
A h A'
1 = 800kg/m3 2 =1000kg/m3
H1= 0.7m
B B' H2= 0.6m
3.当细管水位下降到多高时,槽内水将放净?
0
P1 - P2= R g 0
倒U型管压差计？ P15
.
20
U管压差计 指示液要与被测流体不互溶，不起化学反
应，且其密度应大于被测流体。
.
21
2.倾斜液柱压差计
R1
R
R1=R/sin R= R1 sin
.
22
3. 微差压差计— 放大读数
p 1
p 2
C R
特点： （1）内装两种密度相近 且不互溶的指示剂； （2）U型管两臂各装扩 大室（水库）。
➢各项机械能的单位皆为J/kg。
.
46
➢ 对可压缩流体 ，当( p1 - p2 ) / p1 < 20% 时，上 式仍可用，ρ取平均值；
➢ 当流体静止时，u = 0，则可得到流体静力学方程
式。
Z1g+Pρ1
=Z2g+
P2 ρ
P2= P0+ g h
.
47
➢ 亦可用单位重量的流体为基准:
Z1+ρ P g 1+2 ug 12=Z2+ ρ Pg 2+2 ug 22
测量压强的仪表种类很多，其中以流体静力 学基本方程式为依据的测压仪器称液柱压差计， 它可测量流体的压强或压强差，其中较典型的有 下述两种。
中药制剂生产工艺流程解析
中药制剂生产工艺流程解析中药制剂是指通过研磨、混合等一系列工艺将中草药转化成能被人体吸收利用的药剂形式。
中药制剂的生产工艺流程包括原料处理、制剂加工、包装等多个环节。
本文将对中药制剂生产工艺流程进行详细解析。
一、原料处理原料处理是中药制剂生产的首要环节。
首先，需要对采集回来的草药进行筛选，剔除有病虫害或其他污染的杂质。
然后，对干燥的中药材进行清洗，去除表面的灰尘、泥沙等杂质。
接下来，根据中药材的不同特性进行处理，比如研磨、切片、煅烧等。
二、制剂加工制剂加工是将经过原料处理的草药转化为成品的过程。
首先，需要进行炮制，即研磨成细粉，然后根据处方要求进行配方加工。
在配方加工过程中，一般采用水煎、浸泡、蒸馏等工艺，将中药材与辅料进行混合，提取出有效成分。
接下来，对提取出的液体进行浓缩、除杂等处理，得到浓缩液。
最后，根据药物的形态和用途，进行成型加工，比如丸剂、糖衣片、颗粒剂、口服液等。
三、质量控制中药制剂生产过程中的质量控制是确保产品质量的关键环节。
首先，需要对原料进行质量检查，包括外观、色泽、气味、含水率等指标。
其次，在制剂加工过程中，对每一个环节都要进行记录并进行质量把关。
比如，在浸泡工艺环节中，需要控制浸泡时间和温度，确保提取出足够的有效成分。
此外，还需要进行药物稳定性测试和微生物检测等。
四、包装中药制剂包装是保证产品品质和使用安全的环节。
包装首先要确保产品的卫生和干燥，以防止湿度和污染对产品的影响。
其次，需要根据制剂的类型选择合适的包装材料，比如药用袋、瓶子、盒子等。
最后，对包装进行标签贴附和封装，标明药品的名称、规格、生产日期、保质期等信息。
中药制剂生产工艺流程的解析到此结束。
通过原料处理、制剂加工、质量控制和包装等环节，中药制剂生产得以规范和标准化。
这些工艺流程的严谨执行，保证了中药制剂产品的质量和安全性。
同时，也促进了中药产业的发展和推广。
《中药制剂技术》中药制剂基本单元操作
《中药制剂技术》中药制剂基本单元操作中药制剂技术是指利用现代科技手段对中药进行提取、纯化和制剂的
过程，其中基本单元操作是中药制剂技术中重要的环节之一、基本单元操
作指的是中药制剂过程中的基本操作步骤，包括原料处理、提取、纯化和
制剂等过程。
首先，原料处理是中药制剂的第一步，主要是将中药原材料进行初步
处理，去除杂质、粉碎和干燥等。
原料处理的目的是为了提高中药的提取
率和纯度，提高制剂的质量和药效。
其次，提取是中药制剂的重要环节之一，是将中药原料中的有效成分
提取出来的过程。
常用的提取方法包括水提、乙醇提、超声波提取等。
提
取的目的是将中药中的有效成分转移到提取液中，并去除其中的杂质。
第三，纯化是指对提取液进行进一步处理，去除其中的杂质和不需要
的成分。
纯化方法包括溶剂结晶、沉淀法、过滤等。
纯化的目的是提高中
药制剂的纯度和药效，去除其中的有害成分，使制剂更加安全有效。
最后，制剂是中药制剂技术的最后一步，是将纯化后的中药有效成分
制成最终的中药制剂。
常见的制剂形式有丸剂、散剂、片剂、膏剂等。
制
剂的目的是方便患者服用，提高中药的稳定性和疗效。
总之，中药制剂技术中的基本单元操作是中药制剂过程中的基本步骤，包括原料处理、提取、纯化和制剂等。
通过这些基本单元操作，可以提高
中药制剂的质量和药效，使其更加安全有效，为临床治疗提供有力支持。
中药制剂工艺--第1章 流体流动
p1 p2 2.472 10 3 R 0.252 m ρH O g 1000 9.81
2
20
《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程 静力学方程的应用
二、液位的测量： 结构:平衡室液位不变,且等于容器最大液位。
测量:由R 转换而得。
2
又 ρH 2O ρ油
( pB p B)
pA p A
13
《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程 静力学方程的应用
一、压强和压强差的测量： U管压差计： ٭结构: ρA ρB ٭测量:高压端A下降、低压端上升； ' ٭计算: pa pa ( a a 等压面) ' p1 ρB g( m R ) pb ρA gR
第一节 流体静力学基本方程
流体的密度
常用流体密度见p382。T↑→ρ L↓
l >> g
,
g
<
10 kg/m3
2.液体混合物：以 1kg 混合液为基准
1
m
xw 1
1
xw 2
2
xw n
n
i 1
n
xw i
i
3.气体混合物：以 1m3 混合气体为基准
m 1 y1 2 y2 n yn ( i yi )
柏方程压强降压强差力所损失的能量流体在流动中因流动阻表示第四节流体在管内的流动阻力一直管阻力制药工程原理与设备第一章流体流动fluidflow72范宁公式frictioncoefficient摩擦系数第四节流体在管内的流动阻力一直管阻力流体流经一定管径的直管时所产生的直管阻力可表示为直管阻力的通式制药工程原理与设备第一章流体流动fluidflow73管壁粗糙度roughness对的影响
流变学与药物制剂
（二）落球粘度计
η =t(Sb-Sf) B t-
球落经过两个标记线 所需时间， Sb、Sf-在测定温度条 件下球和液体的比重； B-球本身固有的常数。
原理：在有一定温度试验液的垂直玻璃管内，使具有一定 密度和直径的玻璃制或钢制的圆球自由落下，通过测定球 落下时的速度，可以得到试验液的粘度。
（三）旋转粘度计
塑性流体的结构变化示意图
产生原因：体系中粒子受到范德华力或氢键作 用在静置状态下形成立体网络结构，切变应力 达到屈服值时，网状结构被破坏，流动开始。
塑性液体的流动公式：S-S0=′D ′-塑性粘度
在制剂中表现为塑性流动的剂型有： 浓度较高的乳剂、混悬剂、单糖浆、涂剂 在其它材料中表现：油漆、牙膏、泥浆等
流变性（rheologic properties）：指在适当的外力作 用下物质所具有的流动和变形的性能。
（一）基本概念
变形：物质在外力作用下其内部各部分 的形状和体积的变化。
弹性变形（elastic deformation） 变形
塑性变形（plastic deformation）
应 力：引起变形的作用力F除以作用面积A。
➢具有适宜的粘度是半固体制剂的处方设计 和制备工艺过程优化的关键。
➢外界因素（如温度等）也对半固体制剂的 流变性质有影响。
塑➢温性粘度度对表凡征士体林系、 被液破体坏石的蜡难和易程聚度乙。 塑烯性复粘合度软和膏触基变质系 数的系塑数性愈粘大度，的涂影布 响。性愈差。
➢温度对两种基 质的影响是一样 的。
内应力：单位面积上存在的与外力相对抗
的内力。
粘
弹 性：除去外部应力时恢复原状的性质。 弹
性 粘 性：是液体内部所存在的阻碍液体流 物
动的摩擦力，也称内摩擦力。
制药工程原理-流体[2]..
![制药工程原理-流体[2]..](https://img.taocdn.com/s3/m/91aa252d647d27284b735121.png)
pa = pa
,
p1 − ρgM = p2 − ρg ( M − R ) − ρ g gR
整理得: p1 − p2 = ( ρ − ρ g ) gR ρg << ρ ，上式可简化为：
p1 − p2 ≈ ρgR
液面测定
确定液封高度
• 在化工生产中，为了控制设备内气体压力不超过 规定的数值，常常装有如图所示的安全液封（或 称为水封）装置。 其作用是当设备内压力超过 规定值时，气体就从液封管 排出，以确保设备操作的安 全。若设备要求压力不超过 P1（表压），按静力学基本 方程式，则水封管插入液面 下的深度h为 p1 h= ρ H 2o g
流体在管内的流动
• 基本方程 • 流动现象
流 体 流 动 的 基 本 方 程
流量与流速
在管内同一横截面 上流体的流速是不 同的
1、定义 体积流量qv：单位时间流过管路任一截面的流体体积。 质量流量qm：单位时间流过管路任一截面的流体质量。 流速um：体积流量除以管截面积所得之商。（平均流速） 质量流速umm ：质量流量除以管截面积所得之商。 2、表达式及单位 （1）体积流量： qv =V/θ (m3/s) （2）质量流量： qm=m/θ (kg/s)=ρqV. （3）流速： um= qv /A (m/s) （4）质量流速： umm= qm /A= qv ρ /A= ρum (kg/㎡s)
（2） 计算水在玻璃管的高度h。
流体静力学基本方程式的应用
• • • • • • 一、压强与压强差的测量 1、U形管压差计 2、微差压差计 3 倒U形管压差计 二、液面测定 三、确定液封高度
U形管压差计
pa = p1 + ρ B g ( z + R )
制药化工原理课件第一章(1)
制药化工原理
第一章 流体流动
ห้องสมุดไป่ตู้
25/56
制药化工原理
第一章 流体流动
26/56
二. 局部阻力
2. 当量长度法
h 'f le u ， d 2
2
三. 管路系统的总能量损失
管路系统中的总能量损失：
le u ， d 2
2
p 'f
H 'f
le u d 2g
2
h f h f h 'f
2012/9/16
第一章 流体流动 (Fluid Flow and Pumping)
概述 第一节 流体静力学方程 第二节 流体在管内的流动 第 节 流体在管内的流动现象 第三节 第四节 流体在管内的流动阻力 第五节 管路计算 第六节 流速与流量的测量
第四节 流体在管内的流动阻力
在伯努利方程中，总能量损失包括两项： 直管阻力（沿程阻力）hf：
制药化工原理
第一章 流体流动
2/56
第四节 流体在管内的流动阻力 一. 直管阻力 二. 局部阻力 三. 管路系统的总能量损失 四. 降低管路系统流动阻力的途径
一. 直管阻力
流体流过一段直管因摩擦阻力而引起的能量损失。 以单位质量流体为基准： h f
l u2 d 2 l u 2 d 2
一. 直管阻力
② 湍流区： Re≥4000 虚线以下区域 ： λ与雷诺数Re和管壁的相对粗糙度ε/d有关 Re↑，λ↓；ε/d↑，λ↑ 光滑管摩擦系数曲线
一. 直管阻力
③ 完全湍流区： Re≥4000 虚线以上区域 ：
曲线近似为水平直线，λ与Re无关，只与ε/d有关， ε/d ↑，λ↑。
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p2 p大气 ρgh p1 p2 3 即：p大气 10.7 10 p大气 1000 9.81h h 1.09(m)
作业：P42中习题3。R1=20mm,R2=0.252mm
22
《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第二节 流体在管内的流动 流量与流速
解： pC pC
pC pB ρH O ghBC
2
pA ρ油 ghAB ρH O ghBC
2
p pC A ρH 2O ghA'C ' (同种液体) p A ρH 2O ghAB ρH 2O ghBC
pA ρ油 ghAB p A ρH O gh AB
2
2 2
p1 Hg gR H O g( R x )
2
pa pb Hg gR H 2O gR (13600 1000) 9.81 0.1 1.24 104 (Pa)
17
《制药工程方程 静力学方程的应用
1 2 ①U管压差计 R 0.020 m ( ρHg ρH O ) g (13600 1000 ) 9.81 (水银-水) R 0.020 ②斜管压差计 o R 0.040 m o ( 30 ) sin sin 30 (水银-水)
2
3
③倒U管压差计 (水-空气)
倒U管压差计： ٭结构:A—空气,B—被测液, ρair ρB ; ٭测量:低压端被测液下降、高压端上升； ٭计算:
p1 p2 ρB gR
p1 pair ρB g( R m)
p2 pair ρB gm
R值 与ρair 无 关 ٭讨论: 但pair ( ) m ( )
p1 p2 2.472 10 3 R 0.252 m ρH O g 1000 9.81
2
20
《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程 静力学方程的应用
二、液位的测量： 结构:平衡室液位不变,且等于容器最大液位。
测量:由R 转换而得。
19
《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程 静力学方程的应用
例:常温水在水平等径管内以一定的流量流过1-1和 2-2截面的压差为2.472kPa,问采用普通U管水银压差 计,斜管压差计及倒U管压差计测量,三者读数R各为多 少？已知水与汞密度各为1000kg/m3及13600kg/m3。 解： p p 2.472 10
R 8.314 kJ (kmol K)
٭标准状态( p0 101.3kPa、T0 273.15K )：
M p0 M ρ0 22.4 T0 R
M p T0 ٭在 ( p, T ) 状态：ρ 22.4 p T 0
气体密度与压力成正比，与温度成反比。
4
《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程 静力学方程的应用
٭讨论： 1.若R 较小,应减小 ρA ρB ； 2.U管径不宜过小——以防毛细管现象； 3.U管可集中布置； 4.因 ρA ρ气体 ,故气压差 p1 p2 ρA gR ； 5.若一端与大气相通( p2 p大气)，则：
当p1 p大 气时，R表示真空度 当p1 p大 气时，R表示表压强
p2 p0 h ρg
（须注明液体种类）
4.方程适用于液体和气体。 气体柱引起的压差很小，与液柱相比可忽略。 5.适用静止的同一连续流体；
对于静止的非同一流体，可分段使用。
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第一节 流体静力学基本方程 静力学基本方程
例：试比较的 pA、p A 大小。
第一节 流体静力学基本方程
流体的密度
常用流体密度见p382。T↑→ρ L↓
l >> g
,
g
<
10 kg/m3
2.液体混合物：以 1kg 混合液为基准
1
m
xw 1
1
xw 2
2
xw n
n
i 1
n
xw i
i
3.气体混合物：以 1m3 混合气体为基准
m 1 y1 2 y2 n yn ( i yi )
2
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第一节 流体静力学基本方程
流体的密度 流体静力学:研究流体在外力作用下达到平衡的规 律，流体没有流动下的规律。 一、流体的密度density
m m ： ρ V V
密度是流体的重要物性数据之一 。物性数据是 反映物质性质的数据，与过程参数无关。
n
yi —— i 组分的摩尔分率。
相对密度s（比重）：流体的密度与水的密度 之比，无单位。
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《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程
压强pressure 二、静压强pressure：
P P p A A
(不同方向作用于某点的压强均等)
1.SI制单位：
①当管道水平(=0o)时:工业上最常用。 p1 p2 ( ρA ρB ) gR ②当管道垂直时： p1 p2 ( ρA ρB ) gR ρB gL（=90o） p1 p2 ( ρA ρB ) gR ρB gL （=-90o）
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G ρA( Z1 Z2 ) g 液柱重力：
p2 A p1 A ρA( Z1 Z2 ) g
p2 p1 ρg( Z1 Z2 )
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第一节 流体静力学基本方程 静力学基本方程
若上底面为液面 讨论：
p2 p0 ρgh
i 1
5
n
《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程
流体的密度 4.理想气体混合物：
Mm p T0 ρm 22.4 p0 T
平均分子量: M m M1 y1 M 2 y2 M n yn ( M i yi )
i 1
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第一节 流体静力学基本方程 静力学方程的应用
例:常温水在管道流过。为测a、b两点压力差,安装U 型压差计,R=0.1m,试计算a、b两点压力差为若干？ 已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。 解：( 1 1 和 2 2 等压面) p2 p p1 p1 2 ρH O gx pa p1 pb p 2 H O g( R x ) p2 H O g( R x )
p2 ρB g( m Z ) ρA gR p1 p2 ( ρA ρB ) gR ρB gZ 即：p1 p2 ( ρA ρB ) gR ρB gLsin
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第一节 流体静力学基本方程 静力学方程的应用
《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一章 流体流动 fluid flow
讲授人：史益强
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《药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程
概述 流体——气体及液体 流体三特性 流动性 粘性:产生内摩擦力 连续性
学习目的： 流体输送 测压、测速 强化操作性能
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第一节 流体静力学基本方程 静力学方程的应用
三、液封高度的计算： 例:为使乙炔发生炉内的压强不超过lO.7lO3Pa(表 压),需安装安全液封装置,以当炉压超过规定值时, 气体就从液封管排出,求液封管口距水面高度h。 解：按最大压强考虑 p1 炉内压强 p大气 10.7 103
例:海平面处测得的密封容器内表压为5Pa,另一容器 的真空度为5Pa。若将二容器连同压力表和真空表一 起移至高山,其测出的表压强和真空度会变化吗？ 答：变化；压力表的读数增大,真空表的读数减小。
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《制药工程原理与设备》第一章 流体流动fluid flow
第一节 流体静力学基本方程 静力学基本方程
力平衡：重力= 压力 三、静力学方程： 下底面：P2 p2 A 上底面：P1 p1 A
4 103 Pa(真空度 )
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第一节 流体静力学基本方程
静压强pressure 例:将南京操作真空度为740 mmHg的技术转让至兰州 操作,其真空表读数应控制多少？ 大气压 真空度 绝压 解：
南京 兰州 761mmHg 640mmHg 740mmHg 619mmHg 21mmHg 21mmHg
一、流量flow rate ：
流量
Vs , m /s 流 体 量体 积 流 量
3
ws Vs ρ 时 间 质 量 流 量 ws , kg/s
体积流量
流速flow velocity ：
Vs ws 平均流速 u , m/s 截面积 A ρA
质量流速G ws ρu， kg (m 2 s) A
1MPa 103 kPa 106 Pa 109 mPa
2.换算： 5 1 atm 760 mmHg 1 . 013 10 Pa 1.013bar ①