流体流动和输送

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化工基础考试题

化工基础考试题

第一章流体的流动与输送1、滞流(名词解释):流体流动时,流体的质点做一层滑过一层的位移,层与层之间没有明显的干扰。

(墨水在水中呈直线)湍流(名词解释):流体流动时,流体的质点有剧烈的涡动,只有靠近管壁处还保留滞留的形态。

(墨水无固定轨迹,呈絮状)2、影响流体流动类型的因素有哪些?(简答题)(1)管径(2)密度(3)粘度(4)速度雷诺数Re=dvρ/μ当Re<2000时为滞流,当2000<Re<4000时为过渡态,当Re>4000时为湍流3、流体流动过程中产生阻力的内因(根本原因):实际流体有粘度4、实验室中常用的两种流量计:(1)转子流量计(2)孔板流量计5、流体阻力实验中测量的是球形截止阀的局部阻力6、伯努利方程应用的条件:静止流体、理想流体、实际流体7、文氏管流量计的压头损失比孔板流量计的小8、伯努利实验中,测压管的测压孔开在管壁处测量的为静压强,测压管的测压孔正对水流方向时,测压管内液注的高度是静压头与动压头之和。

9、 e.g.滞流流量不变,管径缩小一倍,阻力增加16倍10、流体阻力与管长成正比,管长扩大一倍,阻力扩大一倍。

11、离心泵产生汽蚀的原因:安装高度过高。

离心泵产生气缚的原因:启动前没灌满水,离心泵有气体。

12、离心泵靠出口阀调节流量,离心泵在启动之前要关闭出口阀,先启动电机后开出口阀,离心泵关闭时先关出口阀后关闭电机。

13、旋涡气泵属于正位移泵,靠旁路调节阀调节流量,阀门全开体系流量最小,阀门全关体系流量最大。

14、连续性方程是根据物料衡算推导出来的,伯努利方程是根据能量衡算推导出来的。

15、绝对压=大气压+表压,真空度=大气压-绝对压会计算AB之间的压差16、定态流动(名词解释):流体流动的系统中,若任一截面上流体的性质(如密度、粘度等)和流动参数(如流速、压力等)不随时间而改变,此种流动称为定态流动。

17、流体的流动形态如果为滞流,摩擦阻力系数与Re有关;如果为湍流,摩擦阻力系数与Re和相对粗糙度有关。

化工原理(少学时)和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案1.1概述课件

化工原理(少学时)和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案1.1概述课件

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10
流量:单位时间内流体在管路中流过的数量 ➢ 体积流量
以体积表示 qv——m3/s或m3/h ➢ 质量流量
以质量表示 qm——kg/s或kg/h。
二者关系: qm qv
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11
流速 (平均流速)
单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。
u qv
m/s
A
质量流速
单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。
尺寸、远大于分子自由程。 工程意义:利用连续函数的数学工具,从宏观研究
流体。
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4
自由程 (free path)
在热动平衡态下,一个气 体分子在任意连续两次碰 撞之间所经过的直线路程。 由于分子运动的无序性, 分子各段自由程长度不同。
平均自由程(mean free path)
在一定的条件下,一个气 体分子在连续两次碰撞之 间可能通过的各段自由程 的平均值。
dy
μ——比例系数,称为流体的粘度,Pa·s 。
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16
牛顿型流体:剪应力与速度梯度的关系符合牛顿 粘性定律的流体;
非牛顿型流体:不符合牛顿粘性定律的流体。 粘度的物理意义 :
流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生单
位速度梯度所需的剪应力。μ又称为动力粘度。
运动粘度
粘度μ与密度ρ的之比。 m2/s
流体压力与作用面垂直,并指向该作用面; 任意界面两侧所受压力,大小相等、方向相反; 作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同。 压力的单位
SI制:N/m2或Pa;
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7
或以流体柱高度表示 : p gh
注意:用液柱高度表示压力时,必须指明流体的种类, 如600mmHg,10mH2O等。

化工原理流体流动知识点总结

化工原理流体流动知识点总结

化工原理流体流动知识点总结化工原理中的流体流动是指在化工过程中物质(气体、液体或固体颗粒)在管道、设备或反应器中的运动过程。

了解流体流动的知识对于化工工程师来说至关重要。

下面是关于流体流动的一些重要知识点的总结。

1.流体的物理性质:-流体可以是气体、液体或固体颗粒。

气体和液体的主要区别在于分子之间的相互作用力和分子间距。

-流体的物理性质包括密度、黏度、表面张力、压力和流速等。

2.流体的运动方式:- 流体的运动可以是层流(Laminar flow)或紊流(Turbulent flow)。

-在层流中,流体以平行且有序的方式流动,分子之间的相互作用力主导着流动。

-在紊流中,流体以非线性和混乱的方式运动,分子之间的相互作用力相对较小,惯性和湍流运动主导着流动。

3.流体的流动方程:-流体流动可以通过连续性方程、动量方程和能量方程来描述。

-连续性方程(质量守恒方程)描述了流体在空间和时间上的质量守恒关系。

-动量方程描述了流体中的力平衡关系,包括压力梯度、黏度和惯性力等因素。

-能量方程描述了流体中的能量守恒关系,包括热传导、辐射和机械能转化等因素。

4.管道流动:-管道中的流体流动可以是单相(单一组分)或多相(多个组分)。

-管道流动的主要参数包括流速、压力损失和摩阻系数等。

- 常用的管道流动方程包括Bernoulli方程、Navier-Stokes方程和Darcy-Weisbach方程等。

5.流体输送:-流体输送是指将流体从一个地点输送到另一个地点的过程。

-在流体输送中,常用的设备和装置包括泵、压缩机、阀门、流量计和管道系统等。

-输送过程中要考虑流体的性质、流速、压力损失以及设备的选型和操作条件等因素。

6.流体混合与分离:-流体混合和分离是化工过程中常见的操作。

-混合可以通过搅拌、喷淋、气体分散等方法实现。

-分离可以通过过滤、沉淀、蒸馏、萃取和膜分离等方法实现。

7.流体力学实验:-流体力学实验是研究流体流动和相应现象的方法之一-常用的流体力学实验包括流速测量、压力测量、流动可视化和摩擦系数测定等。

化工——第二章_2(流动基本概念)

化工——第二章_2(流动基本概念)



Re 9 10 5 2000 1 整理得: u 1.14( m s ) d 0.158
燃料油在管中作层流时的临界速度为1.14m· s-1。
2-7 流速分布
层流
如上图所示,流体在圆形直管内作定态层流流动。在圆管内, 以管轴为中心,取半径为r、长度为l的流体柱作为研究对象。
粘性是流体流动时产生的阻碍流体流动的内摩擦力。 粘度是衡量流体粘性大小的物理量。
u F A y
u F A y
剪应力:单位面积上的内摩擦力,以τ表示。
F u A y
适用于u与y成直线关系
du dy
式中:
——牛顿粘性定律
du 速度梯度 : dy
比例系数,它的值随流体的不同而不同,流 :
P (泊)
cm
SI单位制和物理单位制粘度单位的换算关系为:
1Pa s 1000 cP 10 P
5)运动粘度
v

单位: SI制:m2/s; 物理单位制:cm2/s,用St表示。
1 St 100 cSt 10 4 m 2 / s
思考:
(1)气体在一定直径的圆管中流动,如果qm不变,
第二章 流体流动与输送
闽南师范大学 化学与环境科学系 主讲:张婷
第二节
流体流动
一、流量与流速
二、定态流动与非定态流动 三、流动形态 四、牛顿黏性定律 五、边界层及边界层分离 六、流体在管内的速度分布
§2 流体流动
2-1 流体的流量和流速 • 流量
单位时间内通过导管任一截面的流体量称为流量(或流率)。
d u 流体的流动类型用雷诺数Re判断: Re
Re的量纲:
L M ( L) 3 du T L [Re] [ ] L0 M 0T 0 1 M ( L )(T )

化工——第二章_3(衡算)

化工——第二章_3(衡算)

分析: 求流量qv 已知d 求u 直管
qv 3600u
判断能否应用?

4
d2
任取一截面
气体
柏努利方程
解:取测压处及喉颈分别为截面1-1’和截面2-2’
截面1-1’处压强 :
P1 Hg gR 13600 9.81 0.025 3335 Pa(表压)
截面2-2’处压强为 :
1.20kg / m
2
3
2
u1 3335 u 2 4905 2 1.20 2 1 .2
化简得:
u 2 u1 13733
由连续性方程有:
2
2
(a)
2
u1S1 u2 S 2
0.08 d1 u1 u 2 u1 d 0.02 2
求△Z
柏努利方程
并以截面2-2’的中心线为基准水平面,在两截面间列柏努利
方程式:
u p1 u2 p2 gZ1 H e gZ 2 hf 2 2
2 1
2
式中: Z2=0 ;Z1=?
P1=0(表压) ; P2=9.81×103Pa(表压)
qv qv 5 u2 1.62 m / s 2 S d 2 3600 0.033 4 4
④静压能(流动功)
1 2 单位质量流体所具有的动能 u ( J / kg ) 2
通过某截面的流体具有的用于
克服压力功的能量
流体在截面处所具有的压力
F pS
流体通过截面所走的距离为
V pV ( J ) 流体通过截面的静压能 Fl pS S V 单位质量流体所具有的静压能 p p / ( J / kg ) m

流体流动与输送技术—认识流体输送过程(化工原理课件)

流体流动与输送技术—认识流体输送过程(化工原理课件)

三、管路的试压与吹扫 管路安装完毕后,应作强度与严密度试验,检验管路是否符合设计要求
,试验是否有漏气或漏液现象,称为试压。管路的操作压力不同,输送的物 料不同,试压的要求也不同。试压主要采用液压试验,少数也可采用气压试 验。当管路系统进行水压试验,试验压力(表压)为294KPa,在试验压力 下维持5分钟,未发生渗漏现象,则水压试验为合格。
10. 在焊接或螺纹连接的管路上应适当配置一些法兰或活接头,以利于安 装、拆卸和检修。
11. 阀门的仪表的安装高度主要考虑操作的安全和方便。 12. 某些不能耐高温的材料(如聚四氟乙烯管、橡胶管)制成的管路应避 开热管路,输送冷流体(如冷冻盐水)的管路应与热流体的管道相互避开。
因此在布置管路时,应参阅有关资料,依据上述原则制订方案,确保 管路的布置安全、科学、合理、经济。
7. 一般情况下,管路采用明线安装,但上下水管及废水管采用埋地铺设, 埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。(为方便安装、检修和管理,管路尽 量架空敷设)
8.输送有毒或腐蚀性介质的管道,不得在人行道上空设置阀件、法兰等 ,以免泄露时发生事故;输送易燃易爆介质的管道,一般应设有防火、防爆 安全装置。
9. 管道不应挡门、挡窗;应避免通过电动机、配电盘、仪表盘的上空;在 有吊车的情况下,管道的布置不应妨碍吊车工作。管路的布置不应妨碍设备 、管件、阀门、仪表的检修。塔和容器的管路不应从人孔正前方通过,以免 影响打开人孔。
六、管路的防腐 在化工管路中使用的管材,一般大都采用金属材料。由于各种外界环境
因素和通过介质的作用,都会引起金属的腐蚀。金属腐蚀分为化学腐蚀和电 化学腐蚀两种。为了延长管路的使用寿命,确保化工生产安全运行,必须采 取有效的防腐措施。
管路的主要防腐措施,是在金属表面涂上不同的防腐材料,经过固化而 形成油漆,牢固地结合在金属表面上。由于油漆把金属表面同外界严密隔绝 ,阻止金属与外界介质进行化学反应或电化学反应,从而防止了金属的腐蚀 。

化工-第二章_流体流动与输送

化工-第二章_流体流动与输送
le/d = 9 ×2 = 18
2个90 弯头:
1个三通: 1个截止阀(半开)
le/d = 35 ×2 = 70
le/d = 50 le/d = 475
Σle = 833
23
(3)求ΣHf:
l le u H f + d d 2g
2 30 0 . 8 0.029 + 833 0.1 2 9.8 1.07(m)
2 1
2 2
头 损 失
7
机械能衡算方程(柏努利方程)讨论:
(1) 适用条件:不可压缩(压强变化 < 20%)、 连续、均质流体、等温流动
(2) 对静止流体, u = 0, Hf = 0, He = 0: p1 p2 z1 + z2 + --------静力学方程 g g
(3) 理想流体的柏努利方程表明,理想流体在等 温流动过程中任意截面上的总机械能或总压头为 常数,但不同截面上各形式的能量不一定相等, 相互间可转换
16
解:取贮槽液面为截面1-1,管路出口端面 为截面2-2,并以1-1面为基准面,在两截面 间列能量衡算式:
p1
2 u2 p2 + H e z2 g + + + hf 2
He
p2 - p1

2 u2 + z2 g + + hf 2
17
p2 – p1 = 0.2 atm =2.026 104 N· m-2
【例】:在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶真空表 读数为80kPa,在天津操作时,真空表读数应为多 少?已知兰州地区的平均大气压85.3kPa,天津地 区为101.33kPa。 分析:维持操作的正常进行,应保持相同的绝对压, 根据兰州地区的压强条件,可求得操作时的绝对压。 解: 绝压=大气压 - 真空度 = 85300 – 80000 = 5300[Pa] 真空度=大气压-绝压 =101330 - 5300 =96030[Pa]

流体流动和输送.ppt

流体流动和输送.ppt

m
1
m
a1
1
a2
2
an
n
气体:
ρ= m V
=
pM RT
=
ρ0
T0 p Tp0
-----理想气体状态方程
气体混合物:混合前后质量不变,以1m3气体混合物为基准
ρm = Σψi ρi
理气
m
PM m RT
M m Mi yi
二、流体的静压强
垂直作用于流体单位面积上的力称为压强,习惯上 称之为压力,用 p 表示。
影响因素: 主要有体系、温度、浓度
T , L , G
思考:为什么?
气体内摩擦力产生的原因可以从 动量传递角度加以理解
液体的内摩擦力则是由分子间的 吸引力所产生
气 体 粘 度 共 线 图
第二节 流体流动的基本概念
一、流体静力学
因为流体静止,故 流体柱所受合力 =0
p2 A p1 A gA(Z1 Z2 ) 0
R 3 等压面
指示剂 0
? Enlarge the R value
➢Inclined manometer
p1
p2
R
a
R’ =R/sina
U形管压差计适用于被测压差不太小的场合。若所测压
力差很小,用U形压差计难以读准,可改用如图所示的双液
体压差计,将读数放大。
2、双液柱压差计
p1
p2
1略小于2
p1 p2 2 1 gR
一、物料衡算——连续性方程式 二、机械能衡算——柏努利方程式
习题课
第四节 流体流动的阻力损失
一、直管阻力损失的计算 二、局部阻力损失的计算
目录
第五节 管路计算
一、简单管路 二、复杂管路 习题课

化工原理流体流动与输送机械PPT课件

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1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定:假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点(或微团)所组成的连续介质。
工程意义:利用连续函数的数学工具,从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体:流体的体积不随压力变化而变化,如液 体;
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
11
1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力(p)是流体垂直作用于单位面积上的力,严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力(小写)
p
P
A
力(大写) 面积
N [p] m2 Pa
记:常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
12
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示:一是绝对真空, 所测得的压力称为绝对压力;二是大气压力,所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时:12学时
∮基本要求:

第1章 流体流动与输送

第1章 流体流动与输送

PB p2 gh2
p2 gh2 p1 gh1
h1 h2
液封
p p A 水 gh
p pA h 水 g
§1.2 流体流动 1.2.1定态流动与非定态流动
• 在流动系统中,若任一截面处的流速、压强、密 度等有关物理量仅随位置而变,但不随时间而变, 这种流动称为定态流动。 • 若流体流动时,流体任一截面处的有关物理量既 随位置又随时间而变,则称为非定态流动。
2
u2
1
2
'
• 位能: 位能=mgz
u1
Z2 1
'
1 • 动能: 动能= mu 2 2 • 静压能:设m kg体积为V m3的流体流经管道截 面积为A m2的管道,流体通过该截面所走过距 离为L=V/A。通过该截面时受到上游的力为F =pA,则流体压过该截面所作的功为:
Z1
V FL pA pV A
1.1.4流体静力学方程应用实例
U型管压差计
p1
p2
PA PA'
PA P 1 Zg Rg PA' P2 Zg R o g

Z
P 1 P 2 ( o )gR
ρo>>ρ
R
A
A'

P1-P2 = ρ0gR
U型管压差计
液位计
PA=PB
PA p1 gh1
压强表示方法 压强表示方法:表压强,绝对压强,真空度
• 表压强=绝对压强-大气压强 • 真空度=大气压强-绝对压强 • 真空度=-表压强
绝对压强 1atm 表压强 测压点3 1个标准大气压 (表压为零;真空度为零) 真空度 测压点2 绝对压强 0

流体的运动与输送

流体的运动与输送

):当被测流体的绝对压力小于大气压时 真空度(vacuum):当被测流体的绝对压力小于大气压时,其低于大气压 ):当被测流体的绝对压力小于大气压时, 的数值, 的数值,即: 真空度=大气压力- 真空度=大气压力-绝对压力
注意:此处的大气压力均应指当地大气压。 注意:此处的大气压力均应指当地大气压。在本章中如不加说明时均可按标准大气 压计算。 压计算。
p1 p2
m
p A = p1 + ρg (m + R)
p A' = p 2 + ρgm + ρ 0 gR
R A A’
所以 整理得
p1 + ρg (m + R) = p2 + ρgm + ρ 0 gR
p1 − p 2 = ( ρ 0 − ρ ) gR
若被测流体是气体,ρ << ρ 0 ,则有
p1 − p 2 ≈ Rgρ 0
p1
压力形式 能量形式
ρ
+ z1 g =
p2
ρ
+ z2 g
——静力学基本方程 静力学基本方程
讨论: 讨论: (1)适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性 流体; (2)物理意义: 物理意义: 物理意义 zg ——单位质量流体所具有的位能,J/kg;
p
ρ 在同一静止流体中,处在不同位置流体的位
——单位质量流体所具有的静压能,J/kg。
扩大室内径与U管内径之比应 大于10 。
p1 − p 2 = Rg ( ρ A − ρ C )
(3) 倒U形压差计 ) 形压差计 指示剂密度小于被测流体密度, 如空气作为指示剂
p1 − p 2 = Rg ( ρ − ρ 0 ) ≈ Rgρ

化工原理试题库及答案

化工原理试题库及答案

化工原理试题库及答案化工原理试题库及答案《化工原理》试题库一.填空题:(一)流体流动与输送:1.某设备的真空表读数为,则它的绝对压强为(560 ),另一设备的表压强为,则它的绝对压强为___151_____。

(当地大气压为)2.在静止的同一种连续流体内部,各截面上_________与________之和为常数。

3.实际流体在直管内流过时,各截面上的总机械能____守恒,因实际流体流动时有______。

4.在一流动体系中,若A,B两截面间无输送机械,且有>代表机械能,则可判断A,B之间的水的流向为__________________。

5.理想流体在管道中流过时各截面上__________相等,它们是__________之和。

6.理想流体指的是 ( 没有粘性的流体 )7.定态流动指的是______________________________________________。

8.不可压缩流体在由两种不同管径组装成的管路中流过时,流速与直径的关系为______。

9.流体流动过程中的连续性方程……,只适用于 ( 不可压缩流体 )10.流体在圆形管道内做层流流动时某一截面上的速度分布为________形。

11.流体在管内作湍流流动时,邻近管壁处存在___________层,Re值越大,则该层厚度越______。

12.流体在圆形管道内作层流流动时的摩擦系数与_________无关,只随_________增大。

13.流体在圆形管道内作湍流流动时的摩擦系数是________的函数,若流动在阻力平方区,则摩擦系数与_______无关。

14.当流体在圆形管道内做湍流流动时,通过量纲分析法可以得出:其摩擦系数的大小取决于_____________________________的大小。

15.流体做层流流动时管中心的最大流速是截面上平均流速的___________。

16.流体在圆形管道内的流动类型可以由___________的大小来判断.17.判断流体流动类型的方法是________________________________。

1-流体流动及流体输送机械总结

1-流体流动及流体输送机械总结

③使用微差压差计(双液杯式微压计)。
流体静力学基本方程式的应用
4. 微差压差计 普通U形管压差计读数R过小
p1 p2 ( A C ) gR
流体静力学基本方程式的应用
5. 倒装U形管压差计
ρ0
A
B
p p1 p2 Rg 0
R
z1 1 流体ρ 2 z2

为单位称工程大气压,at。
1atm=1.013×105 Pa=1.033 at=10.33 mH2O=760 mmHg
基本参数

静力学方程的应用: 测量两点压差或各点静压 测量液位高度 确定液封高度
流体流动基本原理

流体静力学
流体静力学基本方程式
描述静止流体内部压力分布的数学表达式,称为流体静力学基本方程式
N e weW weV
[J/s 或 W]
⑥ 以单位重量为基准,Bernoulli方程式的形式为:
2 u12 p1 u2 p2 z1 H e z2 H f ,12 2g g 2g g
He
——有效压头或外加压头,m ——压头损失,m
H
f , 12
流体流动的守恒原理 机械能守恒——柏努利(Bernoulli)方程式
1.单位质量流体所具有的能量
u p u p gz1 1 1 we gz2 2 2 h f 2 2
2 2
J/kg
2.单位体积流体所具有的能量
gz1 u1 2
2 p1 we gz2
u 2 2
2
p2 p f
J/m3 或N/m2 , Pa
对不稳定流动:任一瞬间Bernoulli方程式都成立。

化工基础-第二章-流体的流动和输送

化工基础-第二章-流体的流动和输送
=R(ρi-ρ)g =1911g Pa
h油 =P孔/ρg=2.22m H=h油+0.8=3.02m V=HA=3.02*3.14*22=9.48m3
P孔
P孔 2.0m
0.15m 0.8m
m =9.48*860=8153 kg
液封高度的计算:化工生产中常遇到设备的液封问题,设 备内操作条件不同,采用液封的目的也就不相同。 例7:某厂为了控制乙炔发生炉内的压强不超过10.7×103 Pa(表),需在炉外装有安全液封装置,其作用是当炉内压 强超过规定值时,气体就从液封管中排出,试求此炉的安 全液封管应插入槽内水面下的深度h。
∵ P = h1ρ1g = h2ρ2g ∴ h2/h1 = ρ1/ρ2 ∴hHg= hH2O*ρH2O/ρHg = 1*103/13.6*103
= 0.0735m = 73.5mmHg
3) 压强的相对性表示法
a.绝对压强:以绝对真空为起点而表示的压强
b.表压:以当时当地的大气压为起点而表示的压强。
压强及柱上方压强之和。
变形有:H1+P1/ρg =H2+P2/ρg = …静力学方程(2) 讨论:1. 单位—m ,1m = 1J/N 单位重量的流体所具有的
能量——压头。 H—位压头 P/ρg—静压头
2.方程的意义:静止流体中任一点的位压头与静压头之 和为一常数。(H↑ ,P/ρg↓)
3.当H1 = H2时P1 = P2 即: 静止连通的同一种流体中,水平面是等压面。
P(表压)
h
12 气柜
P(表压) h
12 吸收塔或乙炔炉
541-3
例 6 如图 贮槽盛ρ=860的油品,U形管中R=0.15m
ρHg=13600,U形管的一端通大气,贮槽油品也通大气 求油品的体积和质量。

化工原理 第二章 流体的流动和输送超详细讲解

化工原理  第二章 流体的流动和输送超详细讲解
密度 1 800kg / m3 ,水层高度h2=0.6m,密度为 2 1000kg / m3
1)判断下列两关系是否成立
PA=PA’,PB=P’B。 2)计算玻璃管内水的高度h。
解:(1)判断题给两关系是否成立 ∵A,A’在静止的连通着的同一种液体的同一水平面上
PA PA'
因B,B’虽在同一水平面上,但不是连通着的同一种液
10001.0 13600 0.067 1000 820
0.493m
作业 P71:3、5
要求解题过程要规范:
1、写清楚解题过程——先写公式,再写计算过程, 追求结果的准确性;
2、计算过程中注意单位统一成SI制。
第二节 流体稳定流动时的物料衡算和能量衡算
一、流速与管径的关系 1、流速v =qv/A
解:气压管内水上升的高度
P(表压) P(真空度) h ρ水g ρ水g 80103
1000 9.81 8.15m
3、液位的测定
液柱压差计测量液位的方法:
由压差计指示液的读数R可以计算 出容器内液面的高度。 当R=0时,容器内的液面高度将达 到允许的最大高度,容器内液面愈 低,压差计读数R越大。
流体的单位表面积上所受的压力,称为流体的静压强,
简称压强。
p F A
SI制单位:N/m2,即Pa。1 N/m2 =1Pa
工程制: 1at(工程大气压)= 1公斤/cm2 =98100Pa
物理制: 1atm (标准大气压)=101325Pa
换算关系为:
1atm 760mmHg 10.33mH2O 1.033kgf / cm2 1.0133105 Pa
在1-1’截面受到垂直向下的压力: 在2-2’ 截面受到垂直向上的压力: 小液柱本身所受的重力:

化工基础课第三章 流体流动及流体输送设备

化工基础课第三章 流体流动及流体输送设备
为 1.5m,管路阻力损失可按 hf = 5.5u2
计算(不包括导管出口的局部阻力),溶 液密度为 1100kg/m3。
试计算:送液量每小时为 3m3 时,容器 B 内应保持的真空度。
pa
1
22
p真
抽真空
1.5m
B
1
A
解:取容器A的液面1-1截面为基准面,导液管出口为2-2截面, 在该两截面间列柏努利方程,有
z2 g
u22 2
5.5u22
1.5 9.81 6.01.182 1100 2.54104 Pa
ZYNC 化学系
3.3流体压力和流量的测量
1.流体压力的测量---U形管压力计 2.流体流量的测量---孔板流量计、文丘里流量计、
转子流量计
ZYNC 化学系
1.流体压力的测量---U形管压力计
ZYNC 化学系
⑴ 粘度μ的物理意义:
y
设有上、下两块平行放置、 面积很大、相距很近的夹板,板 间充满流体,下板固定,以一推 动力F推动上平板以u恒速运动。
y y
经实验证明,此时: 引入比例系数μ,有:
F u A y
F u A
y
ZYNC 化学系
⑵ 粘度 : 单位:Pa·s,泊P:g·cm-1·s-1
量,其原理与孔板流量计相同。
结构:采取渐缩后渐扩的流道,避免使流体出现边界层分离而
产生旋涡,因此阻力损失较小。
qv u0S0 cvS0
2gR(i )
ZYNC 化学系
文丘里流量计
ZYNC 化学系
⑶ 转子流量计 原理:
流体出口
转子上下截面由于压差(p1-p2)所形成的
向上推力与转子的重力相平衡。稳定位置与流

流体流动与流体输送机械

流体流动与流体输送机械

3
五、管内流动的阻力损失
沿程阻 流体流经直管时的机械能损耗(直 力损失 管阻力损失)
管道
的总
阻力
流体流经各种管件和阀件时,由于流
速大小和方向突然改变,从而产生大 局部阻 量漩涡,导致很大的机械能损失,这 力损失
种损失属于形体阻力损失,它由管件
等局部部位的原因引起,而称为局部
阻力损失
〔1〕沿程阻力损失的计算
a. 流体密度的影响
由离心泵的基本方程(书57、58页的2-8、2-11)可看出, 离心泵的压头、流量均与液体的密度无关,但离心泵所需 的轴功率则随液体密度的增加而增加
b. 黏度的影响
液体粘度的改变将直接改变其在离心泵内的能量损失,因
此,H—Q、N—Q、—Q曲线都将随之而变。
• 转速的影响—比例定律
三管内流体的质量衡算连续性方程从截面11流入的流体质量流量s1应等于从截面22流出的流体质量流量对于不可压缩流体于是得到液体的平均流速与管道流通截面积成反比对于圆管于是得到圆管的平均流速与管道管径的平方成反比如果管路有分支总管中的质量流量为各支管质量流量之和四管内流体的机械能衡算实际流体的机械能衡算由于实际流体有粘性流体在流动过程中流体内部及流体与管内壁产生摩擦流体流动时要消耗机械能以克服阻力造成流体的能量损1kg流体计的不可压缩实际流体的机械能衡算式gzwe外加功能量损失p1静压能单位jkg除以重力加速度则得到单位重量流体为基准的机械能衡算式2g动压头速度头压头损失单位均为则可以得到以单位体积流体为基准的机械能衡算方程压头损失的关系gh伯努利方程理想流体是指没有黏性的流体即黏度的流体则机械能衡算式为
Q1 n1 Q2 n2
H1 ( n1 )2 H 2 n2
N1 ( n1 )3 N2 n2
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3
思考:对指示剂有何要求? U形压差计适用场合?
2 z2
R 3 等压面
指示剂 0
? Enlarge the R value
➢Inclined manometer
p1
p2
R
a
R’ =R/sina
U形管压差计适用于被测压差不太小的场合。若所测压
力差很小,用U形压差计难以读准,可改用如图所示的双液
体压差计,将读数放大。
流体流动和输送
目录
四、流体流动类型与雷诺准数 五、流体在圆管内的速度分布 六、边界层和边界层的分离
第三节 流体流动的物料衡算和能量衡算
一、物料衡算——连续性方程式 二、机械能衡算——柏努利方程式
习题课
第四节 流体流动的阻力损失
一、直管阻力损失的计算 二、局部阻力损失的计算
目录
第五节 管路计算
一、简单管路 二、复杂管路 习题课
稳定流动--流动参数都不随时间而变化
二、稳定流动与不稳定流动 不稳定流动--至少有一个流动参数
三、流量和流速
随时间而变化
流 量 体 质 积 量 流 流 量 量 , , 用 用 V m ss表 表 示 示 , , m kg3 ss ms Vs




----- 平均流速
u Vs ms A A
第二节 流体流动的基本概念
一、流体静力学
因为流体静止,故 流体柱所受合力 =0
p 2 A p 1 A g(Z A 1 Z 2 ) 0
图1-4 流体静力平衡
p1g1 Z p2g2 Z
p 2 p 1 g Z 1 Z 2
流体静力学方程
一、流体静力学
静力学方程的讨论:
pp0 gh
• 适用场合:静止、连续、均质(同一液体)、不可压缩;
m
PMm RT
MmMi yi
二、流体的静压强
垂直作用于流体单位面积上的力称为压强,习惯上 称之为压力,用 p 表示。
静压力各向同性 (1)压力单位
SI制中, N/m2 =Pa,称为帕斯卡
1 atm 1.013105 Pa 1.033kgf cm2 10.33mH 2O 760mmHg 1 at 9.807104 Pa 1kgf cm2 10mH 2O 735.6mmHg
第六节 流体流动原理在食品工业中的应用
一、流速与流量测量 二、流体输送机械
第一章 小结
第一章 流体流动和输送
气体和液体统称为流体
将流体视为由无数流体微团组成的连续介质, 每个流体微团称为质点。
连续性假设:
流 体 质 点
质 的
点 运
连 动
续 过程


第一章 流体流动和输送
第一节 流体的物理性质
一、流体的密度
Absolute and gage pressures:
pressure
gage pressure
atmosphere pressure
absolute
vacuum = negative gage pressure
pressure absolute
pressure
absolute zero
三、流体的黏性
单位体积流体的质量,用 表示,属于物性,kg/m3
m
V
影响因素:气体------ 种类、压力、温度、浓度
液体------ 种类、温度、浓度
= f ( p,T)
可 压 缩 流 体-----压力或温度改变时,密度随之显著改变(需注明状态) 不 可 压 缩 流 体-----压力改变时,密度改变很小
一、流体的密度
2、双液柱压差计
p1
p2
1略小于2
p 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 2 21gR
z1
1 1
1
z1
1
R
思考:面1-1、2-2哪个是等压面,哪
2
2
个不是?
2
➢Measurement of liquid level
z 0 R
➢Determination of the height of Liquid
seal h0p1(gageprgessure)
约定:本教案中出现红线 框之处为需读者记忆的
工程制中, kgf/cm2
二、流体的静压强
(2)压力大小的两种表征方法
绝压 ------以零大气压(绝对真空)为基准 表压 ------以当地大气压为基准 真空度
表 压绝 压当 地 大 气 压
真 空度 当 地 大气 绝压 压
思考: 1、表压与真空度是何关系? 2、真空度越大,意味着什么?
获得方法: (1)查物性数据手册 (2)公式计算:
液体混合物:混合前后体积不变,以1kg液体混合物为基准
m1m a1 1 a2 2 an n
气体:
ρ=m= V
pM RT =ρ0
T0p Tp0
-----理想气体状态方程
气体混合物:混合前后质量不变,以1m3气体混合物为基准
ρm = Σψi ρi 理气
(一)牛顿黏性定律 牛顿型流体:符合牛顿黏性定律的流体:所有气体,低分子量液体
触 变 性 流 体


牛顿型流体:


与 体

时 时
间 间
有 无
关流 凝 性 流 体 假塑性流体
关涨塑性流体
黏 弹 性 流 体
宾汉塑性流体
(二)流体的黏度
物理意义:衡量流体黏性大小的一个物理量
单位: dudyNmm s2 N m2sPas
m
获取方法:属物性之一。实验、有关手册或资料、经验公式计算。
运动黏度,用符号ν表示 SI制单位:m2/s
影响因素: 主 要 有 体 系 、 温 度 、 浓 度
T,L,G 气体内摩擦力产生的原因可以从
思考:为什么?
动量传递角度加以理解
液体的内摩擦力则是由分子间的
吸引力所产生
气 体 粘 度 共 线 图
• 在静止的、连续的同一液体内,处于同一水平面上的各 点,其压强相等;
• 压力可传递----巴斯噶原理;
• 静止流体内压强或压强差的大小可以用液柱高度来表示。
h p p0 g
静力学方程的应用:
1.U形管压差计(manometer)
p3 p1 gz1 R
p2gz20gR
1
z1
p 1 g 1 z p 2 g 2 z0 gR
(一)牛顿黏性定律
流体内部存在内摩擦力或黏滞力,流体流动时产生内摩擦力的性质, 称为流体的黏性。请点击 看动画。
在动画所示的流体分层流动情形下,有 单位面积上的的内摩擦力,剪应力,N/m2 速度梯度
牛顿黏性定律发 表在 1687年
F du ----------牛顿黏性定律
A dy
动力黏度 简称黏度
,单位m/s






-----
又称质量通量, 单位为 kg/m2s
Gms Vs u
AA
点速度 u,单位m/s ms GAρuA
管道直径的估算:
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