化工名词解释
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1、逸度系数
Fugacity Coefficiency
气体B的逸度与其分压力之比称为逸度因子(通常称为逸度系数),并用符号φ表示,即:φB=Pb*/pB。逸度因子的量纲为一。由于理想气体的逸度等于其分压力,故理想气体的逸度系数恒等于1
2、粘度
viscosity
液体在流动时,在其分子间产生内摩擦的性质,称为液体的黏性,粘性的大小用黏度表示,是用来表征液体性质相关的阻力因子。粘度又分为动力黏度.运动黏度和条件粘度。
将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层, 各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征.由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反向力.在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力或剪切力τ(N/m2).切变速率(D) D=d v /d x (单位:s -1)切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数两不同平面但平行的流体,拥有相同的面积”A”,相隔距离”dx”,且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动,牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度,即:τ= ηdv/dx =ηD(牛顿公式)其中η与材料性质有关,我们称为“粘度”。
将两块面积为1㎡的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa.s。牛顿流体:符合牛顿公式的流体。粘度只与温度有关,与切变速率无关,τ与D为正比关系。非牛顿流体:不符合牛顿公式τ/D=f(D),以ηa表示一定(τ/D)下的粘度,称表观粘度。
又称黏性系数、剪切粘度或动力粘度。流体的一种物理属性,用以衡量流体的粘性,对于牛顿流体,可用牛顿粘性定律定义之:
式中μ为流体的黏度;τyx为剪切应力;ux为速度分量;x、y为坐标轴;dux/dy为剪切应变率。流体的粘度μ与其密度ρ的比值称为运动粘度,以v表示。
粘度随温度的不同而有显著变化,但通常随压力的不同发生的变化较小。液体粘度随着温度升高而减小,气体粘度则随温度升高而增大。
3、普朗特数
Prandtl Number
普朗特数(Prandtl Number)是由流体物性参数组成的一个无因次数(即无量纲参数),表明温度边界层和流动边界层的关系,反映流体物理性质对对流传热过程的影响。
普朗特数是因纪念德国力学家L.Prandtl 在这方面的贡献而命名的。普朗特数是流体力学中表征流体流动中动量交换与热交换相对重要性的一个无量纲参数,表明温度边界层和流
动边界层的关系,反映流体物理性质对对流传热过程的影响。在考虑传热的粘性流动问题中,流动控制方程(如动量方程和能量方程)中包含着有关传输动量、能量的输运系数,即动力粘性系数μ、热导率k和表征热力学性质的参量定压比热Cp。通常将它们组合成无量纲的普朗特数来表示,简记为Pr。
它的表达式为:
式中,μ为粘度,单位pa*s;
Cp为等压比热容;
k为热导率;
α为热扩散系数(α=λ/ρc )单位:m^2/s;
v为运动粘度,单位m^2/s[1]。
其中v和α分别表示分子传递过程中动量传递和热量传递的特性。
当几何尺寸和流速一定时,流体粘度大,流动边界层厚度也大;流体导温系数大,温度传递速度快,温度边界层厚度发展得快,使温度边界层厚度增加。因此,普朗特数的大小可直接用来衡量两种边界层厚度的比值。
不同流体的普朗特数相差很大:空气的普朗特数约为0.7;水的普朗特数在20℃时约为7,在100℃时约为1.75;油的普朗特数的数量级为10e3;液态金属的普朗特数很小,如汞在20℃时为0.0266。
普朗特数(Pr数)在不同的流体于不同的温度、压力下,数值是不同的。液体的Pr数随温度有显著变化;而气体的Pr数除临界点附近外,几乎与温度及压力无关。
大多数气体的Pr数均小于1,但接近于1;例如,对空气(γ=1.4,γ为比热比)近似为3/4,对单原子气体(γ=5/3)为2/3,且随着γ趋于1,Pr数也趋近于1。有些情况下,气体的Pr数远大于1。常温下水的Pr数可达10以上。利用气体Pr数接近于1的特点,在分析气体边界层问题时,常假定Pr=1,从而简化方程的处理。如平板边界层中,当取Pr=1时,动量方程和能量方程的形式相似,它们的解呈线性关系。
4、逸度
Fugacity
作为物理学的逸度,其定义是:(dG)=R*T*d(ln f)
f 就是逸度,它的单位与压力单位相同,逸度的物理意义是它代表了体系在所处的状态下,分子逃逸的趋势,也就是一种物质迁移时的推动力或逸散能力。
相平衡与逸度
所谓相平衡指的是混合物或溶液形成若干相,这些相保持着物理平衡而共存的状态。从热力学上看,整个物系的自由焓处于最小的状态。从动力学来看,相间表观传递速率为零。
相平衡热力学是建立在化学位概念基础上的。一个多组分系统达到相平衡的条件是所有相中的温度T、压力P和每一组分i的化学位μ相等。从工程角度上,化学位没有直接的物
理真实性,难以使用。Lewis提出了等价于化学位的物理量——逸度。它由化学位简单变化而来,具有压力的单位。由于在理想气体混合物中,每一组分的逸度等于它的分压,故从物理意义讲,把逸度视为热力学压力是方便的。在真实混合物中,逸度可视为修正非理想性的分压。引入逸度概念后,相平衡条件演变为“各相的温度、压力相同,各相组分的逸度也相等”。
即:T1=T2=......Tn (1)
p1=p2=.......pn (2)
f1=f2=.........fn (3)
逸度 f 若不与通过实验直接测得的物理量T、P和组成相关联,那么,式(3)也没有任何实际用途。
5、绝对压力和表压
absolute pressure, Gauge Pressure
绝对压,或称为真实压,是以绝对零压为起点计算的压强。或真空为起点计算的压强。绝对压强,简称绝压。
表压强,简称表压,是指以当时当地大气压为起点计算的压强。当所测量的系统的压强等于当时当地的大气压时,压强表的指针指零。即表压为零。
真空度,当被测量的系统的绝对压强小于当时当地的大气压时,当时当地的大气压与系统绝对压之差,称为真空度。此时所用的测压仪表称为真空表。
系统P>大气压时绝对压=大气压+表压
系统P<大气压时绝对压=大气压-真空度
6、汽化潜热
latent heat of vaporization
汽化潜热(latent heat of vaporization),即温度不变时,单位质量的某种液体物质在汽化过程中所吸收的热量。
汽化分两种,蒸发和沸腾。两者都吸热,蒸发只在液体表面。而沸腾是液体的内部和表面同时进行的。
汽化潜热。同种物质液体分子的平均距离比气体中小得多。汽化时分子平均距离加大、体积急剧增大,需克服分子间引力并反抗大气压力作功。因此,汽化要吸热。单位质量的液体转变为相同温度的蒸气时吸收的热量称为汽化潜热,简称汽化热。它随温度升高而减小,因为在较高温度下液体分子具有较大能量,液相与气相差别变小。在临界温度下,物质处于临界态,气相与液相差别消失,汽化热为零。
物质从液态转变为汽态的过程叫汽化。
以水为例: