化工原理第一章总结

2、连续性方程
qm u1 A1 1 u2 A2 2 uA 常数
若流体为不可压缩流体
qv qm

u1 A1 u2 A2 uA 常数
d2 u2 d 1 u1
2
3、伯努力方程
a) 若以单位重量的流体为衡算基准
Z1
u2
2

p2
2

hf
[J/kg]
适用条件：对于可压缩流体的流动，当所取系统两截面之间
p1 p2 的绝对压强变化小于原来压强的20%， 即： ＜20%时 p1
仍可使用柏努利方程。式中流体密度应以两截面之间流体
的平均密度ρm代替 。
4、范宁公式
hf l d u
2
2
Pf h f
3、用离心泵从河边的吸水站将河水送至水塔。水塔进水口到河水水面 的垂直高度为34.5m。管路为Φ114 ×4mm的钢管，管长1800mm，包括 全部管路长度及管件的当量长度。若泵的流量为30m3/h，试求水从泵获 得的外加机械能为多少？钢管的相对粗糙度为0.002。
第一章 总结
一、基本概念
1、剪应力τ ：单位面积上的内摩擦力，以τ表示。

du dy
—— 牛 顿 粘 性 定 律
2、粘度μ ：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。 单位：Pa.S
液体：T↑， μ ↓ 气体：T↑， μ ↑
3、密度ρ ：单位体积的流体所具有的质量，SI单位kg/m3 理想气体在标况下的密度为：
qv uA
qm uA
qm qv
7、雷诺数Re 流体在圆形直管内流动时：
du
当 Re 2000时， 流体的流动类型属于层流 ；
Re

当 Re 4000时， 流体的流动类型属于湍流；
2000＜Re ＜4000时，可能是滞流，也可能是湍流，与外
界条件有关。——过渡区
8、当量直径de
2）倾斜U型管压差计
3) 微差压差计
P P2 A C gR 1
2、液封及液位测量
3、流量、流速的测量 流量 测速管 计
目的 点速度 量 特征 变压头
孔板流 量计
平均速 度 变压头
2 gR
文丘里流 量计
平均速度 变压头
0


转子流 量计
平均速 度
变流通截 面
公式
u C
b）整个管路的阻力损失等于各管段直管阻力损失之和
hf hf 1 hf 2
b、分支管路
a)
E1 h f 01 E 2 h f 02 E0
b）
qv 0 qv 2 qv 3
C、并联管路的特点： a）并联管路中各支管的能量损失相等。
h fA B h f 1 h f 2
2
)
u
2
dHale Waihona Puke 27、进出口阻力损失不要忘记
1、如图容器内贮有密度为1250kg/m3的液体， 液面高度为3.2m。容器上部空间压力为 29.4kPa。试求：
（1）压差计读数（指示液密度为 1400kg/m3）； （2）A、B两点的压强。 2、如图所示常温下水槽，下面的出水管直 径为Φ57 ×3.5mm。当出水阀全关时压力 表读数为30.4kPa。阀门打开时，压力表读 数为20.3kPa。设压力表前管路中的压头损 失为0.5m水柱，求水的流量为多少m3/h?
剪应力
u
1 2
u max
u 0.82umax (n 7)
du
dy
du
dy
umax
p 4 l
R
2
10、管路特点
a、串联管路的主要特点 a) 通过各管段的质量不变，对于不可压缩性流体
qv1 qv 2 qv 3 qv 常数
2、伯努力方程的运用与计算
1）截面的截取：
流动方向垂直
流体必须是连续的 未知量应在两截面或两截面之间
尽量选择大截面和与大气相通的截面
2）基准水平面的选取 必须与地面平行， 通常取两个截面中的任意一个截面。
水平管道，基准水平面取通过管道中心线，ΔZ=0。
3）单位必须一致
有关的物理量换算成一致的单位。
0
M 22.4
由理想气体方程求得操作条件（T, P）下的密度

PM RT
0
p T0 p0 T
液体混合物密度计算式
m 1 y1 2 y2 ...... n yn
气体混合物密度计算式
1
m

1 1

2 2

n n
4、压强 P ：流体的单位表面积上所受的压力，SI单位N/m2 表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强=-表压 5、流量 单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。 体积流量qv；单位为：m3/s。 质量流量qm；单位：kg/s。 6、流速 单位时间内流体在流动方向上流过的距离，称为流速u。 单位为：m/s。
de 4 RH 4
流通截面积 润湿周边长
RH-水力半径
9、流体在圆直管中的流动形态 层流 本质区别 速度分布 分层流动
r ur umax 1 2 R
2
湍流 质点的脉动
1
r n ur umax 1 (n 7) R
平均速度

作业中存在问题：
1、管径的求法 2、表压表示压强必须注明 3、伯努力方程用于气体时必须先验证是否符合要求， 所用密度应为气体在平均压强下的密度。
4、流动系统不能直接用静力学方程来计算
5、单位注意。 6、阻力系数法和当量长度法的区别,不可写成
h ( hf （
f

l le le u l ) d 2
压强表示方法一致。
5）大口截面的流速为零
6）上下游截面要分清。
3、阻力的计算
h f h f hf
hf l d u
2
2
h f
u
2
2
层流： 64 / Re
f Re,
h f (

d
l le d
) 1 管出口 2
e
管进口ξu 2 c=0.5
湍流：
查摩擦系数图
0.316
Re
0.25
l u hf ' e d 2
2
光滑管Re=3×103～1×105
四、基本设备 1、压强、压差的测量
1）U型管压差计
P P A B gR 1 2
R1 sin （ A B）g sin Rm P
b）主管中的流量等于各支管流量之和。
qv qv1 qv 2
c）并联管路中各支管的流量关系为：
qv1 : qv 2
d
5 1
1 (l1 le1 )
:
d
5 2
2 (l2 le 2 )
二、基本原理 1、流体的静力学方程
p p0 gh
适用条件:用于静止的连通着的同一种流体的内部，对 于间断的并非单一流体的内部则不满足这一关系。
l d

u
2
2
5、量纲分析法
量纲一致原则 ： 凡是根据基本的物理规律导出的物理量方程
式中各项的量纲必然相同，也就是说，物理 量方程式左边的量纲应与右边的量纲相同。 π定理：
f ( 1 , 2 ,... i ) 0，
i=n-m
6、试差法
三、基本计算 1、静力学方程的运用与计算
等压面的选择
2 u1

p1
2g
g
He Z2
u2
2

p2
2g
g
Hf
[m]
b) 若以单位体积流体为衡算基准
gZ1
u1
2
2
p1 We gZ 2
u2
2
2
p2 h f
[pa]
c) 若以单位质量流体为衡算基准
gZ1 u1
2

p1
2

We gZ 2