华南理工大学化工原理第二版复习重点

流体流动 ––基–本概念与基本原理、流体静力学基本方程式 p 2 p 1 g(z 1 z 2)或 p p 0gh注意： 1、应用条件：静止的连通着的同一种连续的流体。

2、压强的表示方法：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、压强单位的换算：2 1atm=760mmHg=10.33mH 2O=101.33kPa=1.033kgf/cm 24、应用：水平管路上两点间压强差与 U 型管压差计读数 R 的关系：p 1 p 2 ( A )gR 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体。

二、定态流动系统的连续性方程式 –––物–料衡算式A 常数,qm u 1A 1 1 u 2A 2 2 uA 常数A常数,q v u 1A 1 u 2A 2uA 常数A常数, 圆形管中流动 u 1 /u 2 A 2 / A 1 d 2 /d 1三、定态流动的柏努利方程式 –––能–量衡算式221kg 流体： gz 1 p1 u1 W s gz 2 p2 u2 W f讨论点： 1、流体的流动满足连续性假设。

2、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式：2p 1 u 1 1 1gz 2223、可压缩流体 ,当Δ p/p 1<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骤，截面与基准面选取的原则。

5、流体密度 ρ的计算：四、柏努利式中的∑ W f I ． 流动类型：21、雷诺准数 Re 及流型 Re=du ρ /=μdu/ ν，μ为动力粘度， 单位为 ［Pa ·S ］；ν =μ为/ ρ运动粘度， 单位［m 2/s ］。

层流： Re ≤ 2000，湍流： Re ≥4000；2000<Re<4000 为不稳定过渡区，必然向层流或湍流转变。

2、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。

1Pa.s=10P=1000cp3、流型的比较：①质点的运动方式；层流无径向流动，湍流有径向流动 ②速度分布，层流：抛物线型，最大速度为平均速度的 2 倍； 湍流：碰撞和混和使速度平均化。

[J/kg]p 2gz 1理想气体 ρ=PM/RT 混合气体 m 1y 1 2 y 2 w 1mm1y 11 混合液体 1m m 上式中： y i –––体–积分率； w i –––质–量分率。

26、gz ， u 2/2， p/ρ三项表示流体本身具有的能量，即位能、n y n w 22w nnn动能和静压能。

∑ 失。

W s 为流体 在两截面间 所获得的 有效功，是决 定流体输 P e =Ws ·q m =Hq v ρg ，轴功率 P=P e /η(W )H eZ pu2H f eg 2g f7、 1N 流体[m]1m3流体W sgh p uW f2p aW f 为流经系统的能量损 送设备重要参 数。

输送 设备有效功 率 压头)而 p fW f ,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失W f W f W f[J/kg]注：不能用 d e 来计算截面积、流速等物理量。

注意：截面取管出口内外侧，对动能项及出口阻力损失项的计算有所不同。

2当管径不变时， W f（（l le ））ud2流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。

流体在等径管中作稳定流动流体由于 流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长不变。

流体流动时的摩擦阻力损失 W f 所损失的是机械能中的静 压能项。

完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值只取决于相对粗糙度。

水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，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、 q V q V 1 q V 2 q V 32、 w fw f1 w f 2 w f 3各支路阻力损失相等。

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； 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、q V q V 1 q V 2 q V 3 2、分支点处至各支管终了时的总机械能和能量损失之和相等，且等于分支点处的总机械能。

E 1 W f0 1 E 2 W f0 2 E 0六、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 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，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧 压差值将不变。

离心泵 –––基––本概念与基本原理一、工作原理 基本部件：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）。

原理：借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。

注意：离心泵无自吸能力，因此在启动前必须先灌泵，且吸入管路必须有底阀，否则将发生“气缚” 现象。

某离心泵运行一年后如发现有气缚现象，则应检查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H Z pH fg f1、直管阻力损失 W fW fu 2 pfd2范宁公式 （层流、湍流均适用 ）. 层流：f （R e ）即6R4e或 P f8Rl 2u 哈根—泊稷叶公式。

湍流区（非阻力平方区）f （R e , d）；高度湍流区（阻力平方区）f （d），具体的定性关系参见摩擦因数图，并定量分析 推广到非圆型管 d dW f 与 u 之间的关系。

4 流通截面积e 4rH润湿周边长2、局部阻力损失 W 'f ①阻力系数法，②当量长度法， W f2W f'ue 1.0 c 0.522 l eu d23）R e 增大其孔流系数 C 0先减2、有效功率P e W s q m Hgq v 轴功率P Hgq v（kw）3、离心泵的特性曲线通常包括H Q,N Q, Q 曲线，这些曲线表示在一定转速下输送某种特定的液体时泵的性能。

由P q v线上可看出：q v 0时，P P min ，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实验，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，可能出现的故障原因是吸入管路堵塞。

若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减小，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（H q v ）与管路特性曲线（H e q v e）的交点。

管路特性2曲线为：H e K Bq v e2。

2、工作点的调节：既可改变H q v 来实现，又可通过改变H e q ve来实现。

具体措施有改变阀门的开度，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，串联则流量不变压头加倍。

四、离心泵的安装高度H g为避免气蚀现象的发生，离心泵的安装高度≤ H g ，注意气蚀现象产生的原因。

21．H g H s u1H f0 1 H s 为操作条件下的允许吸上真空度，mf 0 1 sg s2gH f0 1为吸入管路的压头损失，m。

2．H g pa pv h H f 0 1h 允许气蚀余量，mgp a液面上方压强，Pa；p v 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。

第三章非均相分离–––基––本概念与基本原理、非均相分离的分类1. 非均相物系：存在相界面。

对悬浮物有分分散相与连续相。

2. 常见非均相物系分离操作有：1）沉降物系置于力场，两相沿受力方向产生相对运动而分离，即沉降。

包括重力沉降——重力场，颗粒自上而下运动。

离心沉降——离心力场，颗粒自旋转中心向外沿运动。

2）过滤：利用多孔的介质，将颗粒截留于介质上方达到液体与固体分离、重力沉降速度u t 自由沉降：单一颗粒或充分分散的颗粒群（颗粒间不接触）在粘性流体中沉降。

重力沉降速度——指自由沉降达匀速沉降时的速度。

三、降尘室主要用于分离气固悬浮物系：u ， u t ——气体通过降尘室速度，及颗粒沉降速度， L ，H ，B ——分别是降尘室的长、高、宽， 当气流通过降尘室的时间 ，大于颗粒的沉降时间四、离心沉降速度和分离因素依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程叫作离心沉降。

同一颗粒在同种介质中的离心沉降速度比重力沉降速度大六、过滤 在外力的作用下，悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留下来，从而实现固—液分离， 即过滤。

大多情况下，过滤阻力主要取决于滤饼阻力。

在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是滤 饼层而不是过滤介质。

1. 过滤速率与速度：过滤速率： 单位时间内获得的滤液体积dV 3 1 ， m s ； d． 球形颗粒沉降速度：u t4d p ( p )g物系操作条件一定时，沉降速度仅与颗粒直径 3d 相对应，颗粒愈小，沉降速度愈小。

气体通过降尘室的停留时间，， s ；颗粒在降尘室的沉降时间，t， s ；Hu tmt时，颗粒被沉降下来。

即t时，才可沉降。

或L H，u u tqV u L ut H B H t沉降室可分离的最小颗粒直径，假设在层流区：d min提高生产能力 q V ，只能通过增大降尘室的沉降面积 过各区。

常用重力沉降设备有降尘室，沉降槽。

(p 18 )g A V 计算后，必须检验Re 的范围 (B L) 实现，故可将降尘室做成多层，气流并联通qV 式中， 离心沉降速度 u r4d p ( p ) r2五、旋风分离器 1．旋风分离器构造及作用原理： 构造：上部一圆筒，下部一圆锥，内有气管，气体切向入口 2．主要性能：(1) 临界粒径 d pc ，即理论上器内能完全分离下来的最小颗粒直径。

计算 设(即简化的物理模型)导出：气流在器内的园周切线速度 u t 始终为一定值，且等于进口气速 颗粒到达器壁穿过的气流厚度等于进气口宽度 B ； 颗粒与气流的相对运动为层流。

d p'c 关系式，由三个假 a ) b ) c )u i ；d pc9B ，mN p u i可见 B ↓(或 产高效之目的。

D ↓)，则 d pc ↓，当处理气量过大时，可采用旋风分离器并联组成旋风分离器组达到高 式中，3)压强降△ P 气流通过旋风分离器的阻力：c——阻力系数，同一系列旋风分离器，ui 2P c ui， P a ；2c值因具体尺寸大小而变。