化工原理知识点总结复习重点(完美版)

第一章、流体流动

一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象

四、

流动阻力、复杂管路、流量计

一、流体静力学：

● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力，

俗称压强。

表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压

大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用：

压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式

g z p g z p 22

11

+=

+ρ

ρ

水平面上各点压力都相等。

此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用：

U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计

微差压差计

二、流体动力学

● 流量

质量流量 m S kg/s

m S =V S ρ

体积流量 V S m 3/s

质量流速 G kg/m 2s

(平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论：

22

112)(d d u u = ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p

u g z W p u g z ∑+++=+++

ρ

ρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g

p u g z H g p u g z ∑+++=+++

ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： η

e

N N =

（运算效率进行简单数学变换）

应用解题要点：

1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面；

2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直；

3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小；

4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致；

5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。

三、流体流动现象：

流体流动类型及雷诺准数：

（1）层流区 Re<2000 （2）过渡区 2000< Re<4000 （3）湍流区 Re>4000

本质区别：（质点运动及能量损失区别）层流与端流的区分不仅在于各有不同的Re 值，更重

要的是两种流型的质点运动方式有本质区别。

流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合

流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。由于质点碰撞而产生的附加阻力较自黏性所产生的阻力大得多，所以碰撞将使流体前进阻力急剧加大。

管截面速度大小分布：

无论是层流或揣流，在管道任意截面上，流体质点的速度均沿管径而变化，管壁处速度为零，离开管壁以后速度渐增，到管中心处速度最大。

层流：1、呈抛物线分布；2、管中心最大速度为平均速度的2倍。 湍流：1、层流内层；2、过渡区或缓冲区；3、湍流主体

湍流时管壁处的速度也等于零，靠近管壁的流体仍作层流流动，这－作层流流动的流体薄层称为层流内层或层流底层。自层流内层往管中心推移，速度逐渐增大，出现了既非层流流动亦非完全端流流动的区域，这区域称为缓冲层或过渡层，再往中心才是揣流主体。层流

内层的厚度随Re 值的增加而减小。 层流时的速度分布 max 2

1

u u

湍流时的速度分布 max 8.0u u ≈

四、流动阻力、复杂管路、流量计：

● 计算管道阻力的通式：（伯努利方程损失能）

范宁公式的几种形式： 圆直管道 2

2u d l h f λ=

非圆直管道 22

u d l W p f f ρλρ==∆

运算时，关键是找出λ值，一般题目会告诉，仅用于期末考试，考研需扩充 ● 非圆管当量直径：

当量直径：e d e d =4H r （4倍水力半径） 水力半径：H r =

Π

A （流体在通道里的流通截面积A 与润湿周边长Π之比）

●

流量计概述：（节流原理）

孔板流量计是利用流体流经孔板前后产生的压力差来实现流量测量。

孔板流量计的特点：恒截面、变压差，为差压式流量计。 文丘里流量计的能量损失远小于孔板流量计。

转子流量计的特点：恒压差、恒环隙流速而变流通面积，属截面式流量计。

● 复杂管路：（了解）

并联管路各支路的能量损失相等，主管的流量必等于各支管流量之和。

第二章、流体输送机械

一、离心泵的结构和工作原理

二、特性参数与特性曲线 三、气蚀现象与安装高度

四、工作点及流量调节

离心泵：电动机静压能流体（动能）转化

−−−−→−→ 一、离心泵的结构和工作原理：

离心泵的主要部件： 离心泵的的启动流程：

叶轮 吸液（管泵，无自吸能力） 泵壳 液体的汇集与能量的转换 转能 泵轴 排放 密封 填料密封 机械密封（高级）

叶轮 其作用为将原动机的能量直接传给液体，以提高液体的静压能与动能（主要为静压

能）。

泵壳 具有汇集液体和能量转化双重功能。

轴封装置 其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区。常用的轴

封装置有填料密封和机械密封两种。

气缚现象：离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体，则泵壳内存有空气，而空气

的密度又远小于液体的密度，故产生的离心力很小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内，此时虽启动离心泵，也不能输送液体，此种现象称为气缚现象，表明离心泵无自吸能力。因此，离心泵在启动前必须灌泵。