化工原理学习笔记

术语定义

表示，质℃m k250/水和油不成线性因全血

密度：3.液体密度仅随温度变化（极高压力除外），其变化关系可从手册中查得；气体密度当压力太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算

pR注意手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度下之值若条件不同则密度需进行算

4.流体静力学知识：

1)压力及压力差测量：（压差计）U形压差计可测系统内两点的压力差，当将U形管一端与被测点连接、另一端与大气相通时，也可测得流体的表压或真空度；

液位测量：近距离和远距离液位测量2)

3)液封高度计算：

5.流体流动中的质量守恒原理1）. 流量和流速

管径的估算2).

3）.常用流体适宜流速范围

连续性方程的推导. 4）

6.流体流动中的机械能守恒（伯努利方程）1）. 总能量衡算

2）. 实际流体的机械能衡算

3）. 理想流体的机械能衡算

4）.伯努利方程的应用

利用伯努利方程与连续性方程，可以确定：管内流体的流量；

输送设备的功率；

管路中流体的压力；

容器间的相对位置等。

流体流动类型和雷诺准数：7.

前提：水平的均匀直管

①层流(滞流)：流体质点沿流动方向作直线运动，各质点互不碰撞，互不混合。

②湍流(紊流)：流体质点作不规则的杂乱运动，并互相碰撞、混合，产生旋涡，介于层流与湍流之间的情况称为过渡流，处于不稳定状态。

③层流与湍流的本质区别：层流无径向脉动，湍流有径向脉动。

Re≤2000时，流动为层流，层流区

2000< Re <4000 时，流动可能是层流，也可能是湍流，不稳定的过渡区。Re≥4000时，一般出现湍流，湍流区；

8.阻力损失

1）产生阻力损失的外部条件

2）阻力损失的表现：流体势能降低

3）直管的阻力损失

范宁（Fanning）公式，对于层流和湍流均适用。其中λ称为摩擦系数，层流时λ=Re/64;层流时阻力损失的计算式是由理论推导得到的。湍流时由于情况复杂得多，未能得出摩擦系数λ的理论

计算式。

4）湍流时直管阻力的研究方法

实验结果可表示成λ与Re和ε/d的关系如图1-23所示。对光滑管及无严重腐蚀的工业管道，该图误差范围约在±10%. 摩擦系数λ与Re关系由图1-23可以看出有四个不同的区域：

（1）层流区Re≤2000，λ与管壁粗糙度无关，和Re准数呈直线下降关系。其表达式为λ=64/Re。（2）过渡区2000＜Re＜4000。在此区域内层流和湍流的λ~Re曲线都可应用，但为安全计，一般将湍流时的曲线延伸来查取λ。

（3）湍流区Re≥4000及虚线以下的区域。这个区的特点是λ与Re及ε/d都有关。当ε/d

一定时，λ随Re增大而减小，Re增至某一数值后λ值下降缓慢，当Re一定时，λ随ε/d增加而增大。

（4）完全湍流区图中虚线以上的区域。此区内各λ~Re曲线趋于水平，即λ只与ε/d有关，而与Re无关。在一定的管路中，由于λ、ε/d均为常数，当l/d一定时，由式1-47可知hf与

u2成正比，所以此区又称阻力平方区。相对粗糙度ε/d愈大的管道，达到阻力平方区的Re值愈低。

5). 非圆形管的当量直径

应予指出，不能用当量直径来计算流体通过的截面积、流速和流量。值某些非圆形管的常数C

长方形长方形等边三角形正方形非圆形管的截面形状环形1

∶长∶宽=41

=2长∶宽∶

73

53

C

常数57

62

96

6）局部阻力损失的两种方法

7）.阻力对管内流动的影响

流速与流量的测定9.

孔板流量计，恒截面、变压差——差压式流量计

文丘里（Venturi）流量计——差压式流量计

转子流量计，恒压差、恒流速、变截面——截面式流量计。（标准刻度是在标定流体：20℃水（1000kg/m3 ）和20℃、101.3kPa下空气（1.2kg/m3），对不同流体密度要进行刻度换算，如下）

流体输送机械（液体）10.

输送液体的机械称为泵）1 输送气体的机械，鼓风机、通风机、压缩机、真空泵按工作原理分2)

齿轮式)等((容积式正位移式)：包括往复式、旋转式：包括离心式、轴流式等叶轮式动力式() 其他类型：不属于上述两类的其它型式，如喷射式等

离心泵3) 扬程（压头）：离心泵对单位重量(1N)液体所提供的有效能量，单位为J/N或m

⑴H比H小得多理实流体在叶片间环流、流体的阻力损失、冲击损失

(2)泵的扬程不等于升举高度

.

轴功率Pa与有效功率Pe

①轴功率Pa：单位时间内由原动机(一般为电动机)向泵轴输入的功?gH?qp eev②有效功率Pe：单位时间内液体从泵中叶轮获得的有效能量

??gHe/p/p?qp??效率③aaev

常用转速为2900、1450、960、730r/min。泵出厂时规定最高转速，使用时可降低转速，但提高

转速不得超过4%，否则会烧坏电机。离心泵的工作点及流量调节

若管路两端的总势能差大于单台泵所能提供的最大扬程Hemax ,选串联

选串联；若单泵可以输液，只是流量达不到要求，对低阻力,单H管路所需外加压头＞

11.流体输送机械（气体）

工作原理

离心式、旋转式、往复式、喷射式

出口压力(终压)和压缩比

通风机：终压(表压)≤15 kPa,压缩比1~1.15

4 压缩比＜，15~300 kPa鼓风机：终压缩机：终压300 kP，压缩比真空泵：在设备内造成负压，终压为大气压，压缩比由真空度决

(1风q，以风机进口状态计的送气能

(2全风压，单位体积气体通过风机时获得的能