化工原理流体流动第一节流体静力学基本方程_.

《化工原理》流体静力学基本方程

在静止流体中，从各方向作用于某一点的压力大小均相等。
压力的单位: 帕斯卡, Pa, N/m2 (法定单位); 标准大气压, atm; 某流体在柱高度; bar（巴）或kgf/cm2等。
换算关系：
1标准大气压(atm)=101300Pa =10330kgf/m2 =1.033kgf/cm2(bar, 巴) =10.33mH2O =760mmHg
4
p h Hg g
V
若a c 则 a c
bd
ba d c
p
p
h Hg
g
p
V
d 2 (h 0.001)
4
d 2 (h 0.001)
4
p
Hg g
4
d 2 (h
0.001)
V d 2 (h 0.001)
h
4
p
104731d 2 (h 0.001)
V d 2 (h 0.001)
p0
在垂直方向上作用于液柱的力有：
p1
下底面所受之向上总压力为p2dA，单位N；
G
上底面所受之向下总压力为p1dA，单位N；
整个液柱之重力G＝ρg(Z1-Z2)dA，单位N。
z1
p2
z2
在静止液体中，上述三力之合力应为零，即：
p2dA－p1dA－ρgdA(Z1-Z2)＝0
p2＝p1＋ρg(Z1-Z2)
若：V 5.0 cm3，d 0.16 cm，h 3.5 cm ，求压强p为多少？
解：如图1-16所示，水平放置时，A管中的空气的物质量为：
n pV RT
p即被测系统的压强。
垂直放置时，A管的空气量不变，此时之：
p
p' d 2 (h 0.001)

化工原理流体流动第一节流体静力学基本方程讲解

根据流体静力学方程可以导出：
p1 p2 A C gR
——微差压差计两点间压差计算公式
2021/4/14
14
例：用3种压差计测量气体的微小压差 P 100Pa
试问：(1)用普通压差计，以苯为指示液，其读数R为多少？
(2)用倾斜U型管压差计，θ=30°，指示液为苯，其读数R’为多少？ (3)若用微差压差计，其中加入苯和水两种指示液，扩大室截面积远远
学习这一章我们主要掌握有五个方面：1、流体的基本概念；2、流体静力学方
程及其应用；3、机械能衡算式及柏努利方程；4、流体流动的现象；5、流体流动
阻力的计算及管路计算。流体静力学是研究流体在外力作用下的平衡规律，也就是说，研究流体在外力
作用下处于静止或相对静止的规律。静止流体的规律实际上是流体在重力作用下
第一章流体流动
第一节流体静力学基本方程
一、流体的密度二、流体的压强三、流体静力学方程四、流体静力学方程的应用
2021/4/14
1
气体和液体统称流体。流体的特征是具有流动性，即其抗剪和抗张的能力很小；无固定形状，随容器的形状而变化；在外力作用下其内部发生相对运动。流体有多种分类方法：(1)按状态分为气体、液体和超临界流体等；(2)按可压缩性分为不可压缩流体和可压缩流体；(3)按是否可忽略分子之间作用力分为理想流体与粘性流体（或实际流体）；(4)按流变特性可分为牛顿型和非牛顿型流体。
例水：层图高中度开h2=口0的.6m容，器密内度盛为有油2 和 1水00，0油kg层/ 高m3度h1=0.7m, 密度1 800kg / m3
1) 判断下列两关系是否成立pA＝pA’，pB＝pB’ 。
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

化工原理--流体流动--第一节-流体静力学基本方程

① 液体混合物的密度ρm
mi 其中xwi m总当m总 1 kg时，xwi mi m总 x x x 假设混合后总体积不变，V总 wA wB wn 1 2 n m
取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为:
xwA、xwB、、xwn ,

1
m

2) 倾斜U型管压差计
假设垂直方向上的高度为Rm，读数为R1，与水平倾斜角度α
R1 sin Rm
Rm R1 sin
2018/8/3
13
3) 微差压差计
U型管两侧管的顶端增设两个小扩大室,其内径与U型管的内径之比大于10，装入两种密度接近且互不相溶的指示液A和C，且指示液C与被测流体B亦不互溶。根据流体静力学方程可以导出：
2018/8/3 2
一、流体的密度
1、密度的定义
单位体积的流体所具有的质量，ρ; SI单位kg/m3。
m V 2、影响密度的主要因素
液体：
f T ——不可压缩性流体
f T , p
气体：
3、密度的计算
(1) 理想气体
f T , p ——可压缩性流体
0
1、压强的定义
流体垂直作用于单位面积上的压力，称为流体的静压强，简称压强。
SI制单位：N/m2，即Pa。其它常用单位有： atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm2、bar；流体柱高度（mmH2O， mmHg等）。换算关系为： 1atm 1.033kgf / cm 2 760mmHg
p1 p2 A C gR
——微差压差计两点间压差计算公式
2018/8/3
14
例：用3种压差计测量气体的微小压差 P 100Pa 试问：(1)用普通压差计，以苯为指示液，其读数R为多少？ (2)用倾斜U型管压差计，θ=30°，指示液为苯，其读数R’为多少？ (3)若用微差压差计，其中加入苯和水两种指示液，扩大室截面积远远大于U型管截面积，此时读数R〃为多少？R〃为R的多少倍？ 3 3 水的密度 998 kg / m c 879kg / m 已知：苯的密度 A 计算时可忽略气体密度的影响。解：(1)普通管U型管压差计 100 P R 0.0116m C g 879 9.807 (2)倾斜U型管压差计 (3)微差压差计 100 P " 0.0857m R A C g 998 879 9.807 R" 0.0857 故： 7.39 R 0 . 0116 2018/8/3

化工原理-流体静力学方程

pa p1 Bg(m R)
pa p2 Bg Z m AgR 于是 p1 Bg(m R) p2 Bg Z m AgR
18
一、压强与压强差的测量
上式化简，得
p1 p2 (A B )gR BgZ
若
Z 0
则 p1 p2 (A B )gR
若U管的一端与被测流体连接，另一端与大气相通，此时读数反映的是被测流体的表压强。
不同基准压力之间的换算表压力 = 绝对压力－大气压力真空度 = 大气压力－绝对压力真空度 = -表压力
5
第1章流体流动
1.2 流体静力学基本方程式 1.2.1 静止流体的压力 1.2.2 流体静力学基本方程式
6
流体静力学方程
微元立方流体
边长:dx、dy、dz 密度:ρ
图1-6 微元流体的静力平衡
例1-7 附图
25
动画16
三、液封高度的计算
设备内操作条件不同，采用液封的目的也就不同。流体静力学原理可用于确定设备的液封高度。具体见[例1-8]、[例1-9]。
26
三、液封高度的计算
1-与真空泵相通的不凝性气体出口 2-冷水进口 3-水蒸气进口 4-气压管 5-液封槽
例1-9 附图
27
练习题目
ΔP，在此情况下，单位面积上所受的压力，称
为压力强度，简称压强，俗称压力，其表达式
为
p P A
ห้องสมุดไป่ตู้
p lim P A0 A
4
静止流体的压力
压力的单位在SI单位制中，压力单位是N/m2或Pa。其他单位还有： 1atm ＝ 101300 N/m2 ＝
101.3kPa ＝ 1.033kgf/cm2 ＝ 10.33mH2O ＝ 760mmHg

化工原理公式总结

第一章流体静力学基本方程： )(2112z z g p p -+=ρ或ghp p ρ+=0双液位U 型压差计的指示:：)21(21ρρ-=-Rg p p ) R 高度差液封高度：h=p ／ρg质量流量qm=ρqv ；流速：u=qv ／A ；质量流速：ω= qm ／A=ρu ；管路直径：d=连续性方程：常数=uA理想流体的伯努力方程：ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 实际流体机械能衡算方程：f e h p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121不可压缩流体定态流动的柏努利方程式：––––能量衡算式牛顿粘性定律：dyduμτ= 雷诺数：μρdu =Re哈根-泊谡叶方程：232dlup f μ=∆ 范宁公式：ρρμλfp dlu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 摩擦阻力损失22u d l h f λ= 层流 Re64=λ非圆管当量直径 ∏=Ad e 4 局部阻力：2'2'22u h u d l h f e f ⋅=⋅⋅=ξλ或；流道突然扩大：2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ；突然缩小：22115.0⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ孔板流量计 ρP∆=200A C q V ， g R i )(ρρ-=∆P第二章扬程泵的有效功率 e V e H gq P ρ=泵效率 aeP P =η流体输送机械的效率：NN e=η管路特性曲线：∑+=Hf H H e ，其中gpz H ρ∆+∆=，g u d l l H e f 2))((2ξλ∑++∑=∑ 离心泵的汽蚀余量：gp g u g p NPSH vρρ-+=2211 离心泵的允许安装高度：10,0)(----=f r vg H NPSH gp p H ρ，10,212'---=f s g H g u H H 最大允许安装高度 100][-∑--=f Vg H gp g p H ρρ]5.0)[(+-r NPSH第三章层流区重力沉降速度：()μρρ182gd u s t -=斯托克斯沉降公式 μρρ18)(2gd u p p t -=， 2Re <p过滤速率基本方程 )(22e V V KA d dV +=τ ，其中 φμ012r K S -∆=P 恒速过滤 τ222KA VV V e =+ 恒压过滤 τ222KA VV V e =+第四章傅立叶定律：n t dAdQ ϑϑλ-=，dx dt A Q λ-=热导率与温度的线性关系：)1(0t αλλ+= 单层壁的定态热导率：bt t AQ 21-=λ，或mA b tQ λ∆=单层圆筒壁的定态热传导方程： )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-=牛顿冷却定律：)(t t A Q w -=α，)(T T A Q w -=α流体在圆管内强制对流传热：10000Re >，1600Pr 6.0<<，50/>d ln Nu Pr Re 023.08.0=，或nCp du d ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8.0023.0，其中当流体被加热时，n=0.4，当流体被冷却时n=0.3普朗克数 λμp C =Pr 努塞尔数 λαlNu =传热速率方程式 m t KA Q ∆= 2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆热量衡算式：无相变时： )()(21222111t t C q T T C q Q p m p m -=-= 或若为饱和蒸气冷凝：)(12221t t c q r q Q p m m -==若冷凝液出口温度T2低于饱和温度Ts 。

《化工原理》公式总结.pdf

pA
=
py A
=
p
0 A
x
A
，
pB
=
pyB
=
p
0 B
xB
4.
泡点方程： xA
=
p
−
p
o B
p
o A
−
p
o B
，露点方程： y A
=
p
o A
p
p
−
p
o B
p
o A
−
p
o B
5. 挥发度：
A
=
pA xA
， B
=
pB xB
pA
6. 相对挥发度: = A = xA ，或 yA = xA
B pB
yB
xB
xB
7. 相平衡方程： y = x 1+ ( −1)x
8. 全塔物料衡算： F = D + W ， FxF = DxD + WxW
9. 馏出液采出率： D = xF − xW F xD − xW
10. 釜液采出率： W = xD − xF F xD − xW
11.
精馏段操作线方程：V
=
L+
D ，Vyn+1
z2g +
1 2
u
2 2
+
p2
+ Wf
+
5. 雷诺数： Re = du
6.
范宁公式：Wf = l u 2 = 32lu = p f d 2 d 2
7.
哈根-泊谡叶方程： p f
32lu =
d2
8. 局部阻力计算：流道突然扩大： = 1 − A1 2 流产突然缩小： = 0.51 − A1

化工原理(上)主要知识点

化工原理（上）各章主要知识点三大守恒定律：质量守恒定律——物料衡算；能量守恒定律——能量衡算；动量守恒定律——动量衡算第一节流体静止的基本方程一、密度1. 气体密度：RTpMV m ==ρ2. 液体均相混合物密度：nm a a a ρρρρn 22111+++= （m ρ—混合液体的密度，a —各组分质量分数，n ρ—各组分密度）3. 气体混合物密度：n n mρϕρϕρϕρ+++= 2211（m ρ—混合气体的密度，ϕ—各组分体积分数）4. 压力或温度改变时，密度随之改变很小的流体成为不可压缩流体（液体）；若有显著的改变则称为可压缩流体（气体）。

二、.压力表示方法1、常见压力单位及其换算关系：mmHgO mH MPa kPa Pa atm 76033.101013.03.10110130012=====2、压力的两种基准表示：绝压（以绝对真空为基准）、表压（真空度）（以当地大气压为基准，由压力表或真空表测出）表压 = 绝压—当地大气压真空度 = 当地大气压—绝压三、流体静力学方程1、静止流体内部任一点的压力，称为该点的经压力，其特点为：（1）从各方向作用于某点上的静压力相等；（2）静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面；（3）在重力场中，同一水平面面上各点的静压力相等，高度不同的水平面的经压力岁位置的高低而变化。

2、流体静力学方程（适用于重力场中静止的、连续的不可压缩流体） )(2112z z g p p -+=ρ)(2121z z g pg p -+=ρρp z gp=ρ（容器内盛液体，上部与大气相通，g p ρ/—静压头，“头”—液位高度，p z —位压头或位头）上式表明：静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关，所在位置与低则压力愈大。

四、流体静力学方程的应用 1、U 形管压差计指示液要与被测流体不互溶，且其密度比被测流体的大。

测量液体：)()(12021z z g gR p p -+-=-ρρρ 测量气体：gR p p 021ρ=-2、双液体U 形管压差计 gR p p )(1221ρρ-=-第二节流体流动的基本方程一、基本概念1、体积流量（流量s V ）：流体单位时间内流过管路任意流量截面（管路横截面）的体积。

化工原理第一章流体流动知识点总结

第一章流体流动一、流体静力学：压强，密度，静力学方程二、流体基本方程：流速流量，连续性方程，伯努利方程三、流体流动现象：牛顿粘性定律，雷诺数，速度分布四、摩擦阻力损失：直管，局部，总阻力，当量直径五、流量的测定：测速管，孔板流量计，文丘里流量计六、离心泵：概述，特性曲线，气蚀现象和安装高度8■绝对压力：以绝对真空为基准测得的压力。

■表压/真空度：以大气压为基准测得的压力。

表压 = 绝对压力－大气压力真空度 = 大气压力－绝对压力1.1流体静力学1.流体压力/压强表示方法绝对压力绝对压力绝对真空表压真空度1p 2p 大气压标准大气压：1atm = 1.013×105Pa =760mmHg =10.33m H 2O112.流体的密度Vm =ρ①单组分密度),(T p f =ρ■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：当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算注意：手册中查得的气体密度均为一定压力与温度下之值，若条件不同，则需进行换算。

②混合物的密度■ 混合气体：各组分在混合前后质量不变，则有nn 2111m φρφρφρρ+++= RTpM m m=ρnn 2211m y M y M y M M +++= ■混合液体：假设各组分在混合前后体积不变，则有nmn12121w w w ρρρρ=+++①表达式—重力场中对液柱进行受力分析：液柱处于静止时，上述三力的合力为零:■下端面所受总压力 A p P 22=方向向上■上端面所受总压力 A p P 11=方向向下■液柱的重力)(21z z gA G -=ρ方向向下p 0p 2p 1z 1z 2G3.流体静力学基本方程式g z p g z p 2211+=+ρρ能量形式)(2112z z g p p -+=ρ压力形式②讨论：■适用范围：适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体；■物理意义：在同一静止流体中，处在不同位置流体的位能和静压能各不相同，但二者可以转换，其总和保持不变。

化工原理期末复习重点

化工原理期末复习重点第1章流体流动1.1标准大气压(atm)=1.013×105Pa=1.033kgf/cm 2=10.33m H 2O=760mm Hg 1(at)=1kgf/cm 2 =9.81×104Pa 表压＝绝对压力－大气压力真空度＝大气压力－绝对压力＝－表压2.静力学基本方程式 2a p p gh ρ=+（1）当液面上方的压力一定时，在静止液体内任一点压力的大小，与液体本身的密度和该点距液面的深度有关。

因此，在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点，因其深度相同，其压力亦相等。

压力相等的水平面，称为等压面。

（2）当液面的上方压力p a 有变化时，必将引起液体内部各点压力发生同样大小的变化。

3. q v :体积流量 m 3/s m 3/h q m :质量流量 kg/s kg/h u:流速（平均速度） m/sm v q q ρ=22//44V V m q q q u m s A d d ρππ===4.流体在管道中的流动状态可分为两种类型。

（1）层流：若其质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点之间互相不混合，充满整个管的流体就如一层一层的同心圆筒在平行地流动，这种流动状态称为层流或滞流。

（2）湍流：当流体流速增大时，若有色液体与水迅速混合，则表明流体质点除了沿着管道向前流动外，各质点还做剧烈的径向脉动，这种流动状态称为湍流或絮流。

（3）区别：有无径向脉动。

5.雷诺数Re du ρμ=Re≤2000 流动类型为层流 Re ≥4000 流动类型为湍流2000<Re<4000 流动类型不稳定，可能是层流，也可能是湍流，或者两者交替出现，与外界干扰情况有关。

这一范围称为过渡区。

6.（1）流体在圆管中层流时，其平均速度为最大速度的一半，max 1u =。

（2）在靠近管壁的区域，仍有一极薄的流体作层流流动，称这一极薄流体层为层流内层或层流底层。

流体的湍流程度越大，层流底层越薄。

南京理工化工原理课件1--流体流动

衡算基准：单位重量流体为基准（m）：
We hf H 压头损失 H e 有效压头； f g g
2 u12 p1 We u2 p2 We h f Z1 Z2 2g g g 2g g g g
z1：位压头 u12/2g:动压头 p/ρ g：静压头单位体积流体为计算基准（Pa）
三. 静压强的表示方法
绝对压强（ata）：以绝对真空为基准量得的压强；表压强（atg）：以大气压强为基准量得的压强。
1-1-3 流体静力学基本方程
流体静力学基本方程是描述静止流体内部在压力和重力作用下，流体的平衡规律，实质上是描述静止流体内部压强的变化规律。
对于dz微元：pA-(p + dp)A-ρ gAdZ= 0 对于同一流体，ρ 为常数，积分得： p1 p gz1 2 gz2
物理意义：促使流体流动产生单位速度梯度时剪应力
的大小。
粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才显现出
来。
粘度是流体物理性质之一，其值由实验测定
1-3-2 流动类型与雷诺准数
雷诺实验
流动类型：层流和湍流
雷诺指出：（1）当Re≤2000时，出现层流区，层流是稳定的。
（2）当2000＜Re＜4000时，有时出现层流，有时出现湍流，决定于外界的扰动，此为过渡区。
p/ρ —单位质量液体所具有的静压能
1-1-4
流体静力学基本方程式的应用
一、压强与压强差的测量 1．U 型压差计
（pA+ρ gzA）－（pB+ρ gzB）=Rg （ρ A－ρ ）两测压口处于等高面
pA－pB=（ρ A－ρ ）gR
2．微差压差计
（1）两种指示液密度相接近且不互溶。

青岛科技大学化工原理历年考研真题及答案解析之流体流动

第一章流体流动一基本概念 1、连续性方程2、液体和气体混合物密度求取3、离心泵特性曲线的测定二、核心公式第一章、流体流动与流体输送机械（1）流体静力学基本方程（例1－9）U 型管压差计（2）柏努利方程的应用（例1－14）（3）范宁公式（4）离心泵的安装高度（例2-5）三．问答题1．（7分）离心泵的特性曲线是如何测定的？其特性曲线主要由哪几条曲线构成?答:离心泵的特性曲线是在一定转速和常压的清水为工质做实验测得的.主要曲线有:H-Q,N-Q,η-Q 三条曲线,在曲线中要注明泵型号、转速. 2．（8分）试说明层流和湍流的主要区别。

答:1.质点的运动运动方式不同,层流只有轴向的运动,没有径向的脉动,而湍流质点是杂乱无章的运动,两个方向的运动都存在. 2. 流体流动速度分布不同:层流为抛物线形式,而湍流则是严格的抛物线,它的速度分布线前端基本是平直的. 3.运动的受力情况不同:层流主要是内摩擦力,服从牛顿粘性定律,而湍流由湍流应力和内摩擦力共同作用,可以仿造牛顿粘性定律写为:dydu )e (+ν=τ 3．离心泵启动前，为什么要先灌满水？与离心泵安装高度有关的性能指标有那些？ 4．选择输送管路的管径时，从技术经济角度应考虑那些因素？如何选择？5．离心泵的实验中，泵启动前与关闭时注意什么问题，为什么？流量调节采用什么方法，其优缺点各是什么？ 6．搞清楚离心泵的扬程与升扬高度、允许吸上高度和安装高度各组概念的区别和联系。

（6分）（1）扬程又称压头，是泵对1N 液体所提供的有效能J/N ；而升扬高度指泵上、下游两液面的垂直高度，它只是扬程中位能差一项。

（2）允许吸上高度Hg 是指上游贮槽液面与泵吸入口之间允许达到的最大垂直距离。

为保证泵的正常可靠运行，泵的实际安装高度要比Hg 再降低（0.5～1.0）m 。

7．什么是汽蚀余量？答：为了防止离心泵汽蚀现象的发生，在离心泵的入口处液体的静压头与动压头之和（gu g p 2211+ρ）必须大于操作温度下液体的饱和蒸汽压头（gp v ρ）某一最小值，此最小值即为离心泵的允许汽蚀余量，即gp g u g p NSPH v ρρ-+=2211 （NSPH 为离心泵的允许汽蚀余量）8．何谓气缚现象？如何防止？答：离心泵只能空转而不能输送液体的现象。

化工原理教案.第一章

第一章流体流动1。

1概述气体和液体统称为流体。

该流程的设计安装过程中,有如下问题需要解决：1.如何确定输送管路的直径,如何合理布置管路，以保证既能完成输送任务，又经济节约。

2.如何计算流体输送过程中所需的能量,以确定所需输送机械的功率.3.选用何种仪表对管路或设备中的流速、流量、压强等参数进行测量。

本章的学习要求就是能熟练解决上述问题。

§1 流体静止的基本方程一流体的性质1. 质量和密度单位体积流体所具有的质量称为流体的密度.V M =ρ 单位：㎏/m 32、重量与重度单位体积流体所具有的重量称为流体的重度。

V G =γ 单位：N /m 33、比重某物质的密度与4O C 时水的密度之比称为该物质的比重.水液C od 4ρρ= 比重无单位二、压力1．概念压力——单位面积上所受的垂直作用力.单位：N /㎡系统的实际压力称为绝压。

当系统的实际压力大于1大气压时,采用压力表测压,压力表读数称为表压。

当系统的实际压力小于1大气压时，采用真空表测压，真空表读数称为真空度。

读数范围：表压> 0 ;0 < 真空度< 1。

相互关系：绝压=大气压+ 表压绝压= 大气压－真空度压大气压？绝压绝压绝对零压线三、流体静力学基本方程P O作用在液柱顶面的总压力= P1dA作用在液柱顶面的总压力= P2dA液柱自身重= ρg(Z1—Z2）dA液柱处静止状态，则其受力平衡。

则P1dA +ρg (Z1-Z2）dA = P2dAP1+Z1ρg = P2+Z2ρgZ1P1/ρ+ g Z1= P2/ρ+ g Z2Z2P2-—-—————流体静力学基本方程式中：P/ρ、g Z的单位流体静力学基本方程的物理意义结论1、静止流体内任一点的压力P的大小与该点的深度H有关，H越大，P越大。

2、液面压力有变化，将引起液体内部各点压强发生同样大小的变化.—-—--—-—巴斯葛定律3、液柱高度可以表示压力大小，也可以表示静压能和位能。

化工原理上册主要公式

化工原理上册主要公式第一章流体流动与输送机械 1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )(2121ρρ-=-Rg p p )3. 连续性方程：常数=uA4. 理想流体的伯努力方程：ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 5. 实际流体机械能衡算方程：f e h p u g z W p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 6. 雷诺数：μρdu =Re7. 直管阻力：ρρμλff p d lu u d l h ∆==⋅⋅=223228. 局部阻力：2'2'22u h u d l h f e f ⋅=⋅⋅=ξλ或9. 出口局部阻力系数：1=ξ；进口的局部阻力系数：5.0=ξ 10. 流体输送机械的效率：NN e=η 11. 流体输送机械的轴功率：s e w W gQH N ==ρ12. 管路特性曲线：2e e BQ K H +=，其中gp z K ρ∆+∆=，gu d l l H BQ e f e2))((22ξλ∑++∑=∑=13. 单泵的特性曲线：2BQ A H -=，两台相同泵并联的特性曲线：22⎪⎭⎫⎝⎛-=Q B A H ，两台相同泵串联的特性曲线：22BQ A H-= 14. 离心泵的汽蚀余量：gp g u g p NPSH vρρ-+=2211 15. 离心泵的允许吸上真空度：gp p H a s ρ1'-=16. 离心泵的允许安装高度：10,0)(----=f r vg H NPSH gp p H ρ，10,212'---=f s g H gu H H17. 比例定律：32''''''⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛==n n N N n n H H n n Q Q ，18. 切割定律：32''''''⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛==D D N N D D H H D D Q Q ，第二章非均相物系分离 1. 形状系数：ps S S =φ 2. 层流区重力沉降速度：()μρρ182gd u s t -=3. 降尘室颗粒完全除去的条件：t θθ≥或t u H u l //≥4. 降尘室的生产能力：t s u A V 底≤5. 层流区离心沉降速度：()Ru d u Ts r 2218μρρ-=6. 旋风分离器能分离下来的临界颗粒的粒径：i c u B d /∝7. 总效率和粒级效率的关系：∑==ni i p i x 1,0ηη8. 恒压过滤方程：θ222KA V V V e =+，e e KA V θ22=，)()(22e e KA V V θθ+=+ 9. 连续过滤机的浸没度：360浸没角度=ψ10. 当滤布阻力忽略时，连续过滤机的生产能力：ψKn A Q 465= 第三章传热1. 单层壁的定态热导率：，或mS b tQ λ∆=2. 多层圆筒壁定态热传导方程：∑=+-=ni mii in S b t t Q 111λ 3. 牛顿冷却定律：t S Q ∆=α 4. 总传热速率方程：m o o t S K Q ∆=5. 热负荷：流体无相变时，热流体放出的热量：)(21T T c W Q ph h -=，冷流体吸收的热量：)(12t t c W Q pc c -= 流体只有相变时的热负荷：Wr Q =6. 考虑热阻的总传热系数方程：io si so i o i m o o d d R R d d d d b K ⋅++⋅+⋅+=αλα111o 7. 逆流和并流时对数平均温度差：1212ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ 8. 错流和折流时的温度差：'m t m t t ∆=∆∆φ9. 若热流体是最小值流体：mph h pc c ph h t T T C W KSNTU T T t t C W C W C C t T T T ∆-==--==--=21min 2112max min 1121，，ε 10. 若冷流体是最小值流体：mpc c ph h pc c t t t C W KSNTU t t T T C W C W C C t T t t ∆-==--==--=12min 1221max min 1112，，ε 11. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 12. 流体在圆形管内做强制对流：10000Re>，1600Pr6.0<<，50/>dlnNu PrRe023.08.0=，或nCpdud⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=λμμρλα8.0023.0，其中当流体被加热时，n=0.4，当流体被冷却时n=0.3。

化工原理精品课程试题

第一章流体流动－基本概念与基本原理一、流体静力学基本方程式)(2112z z g p p -+=ρ或 gh p p ρ+=0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：1atm=760mmHg=10.33mH2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at4、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：gR p p A )(21ρρ-=-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––––物料衡算式常数常数=====≠ρρρρuA A u A u w s A 222111,常数常数======uA A u A u V s A 2211,ρ 21221221///,d d A A u u A ===圆形管中流动常数ρ三、定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式1kg 流体：f h u P gZ We u P gZ ∑+++=+++22222111ρρ [J/kg] 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，机械守恒式：3、可压缩流体,当Δp/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：理想气体ρ=PM/RT 混合气体 vn n v v m x x x ρρρρ+++= 2211混合液体n wn w m w m x x x ρρρρ+++= 22112222222111u P gZ u P gZ ++=++ρρ上式中：vi x ––––体积分率；wi x ––––质量分率。

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

∑h f 为流经系统的能量损失。

化工原理第1章--流体流动-习题及答案

化⼯原理第1章--流体流动-习题及答案⼀、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。

AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。

2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。

AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。

3．层流与湍流的本质区别是（）。

DA 湍流流速＞层流流速；B 流道截⾯⼤的为湍流，截⾯⼩的为层流；C 层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D 层流⽆径向脉动，⽽湍流有径向脉动。

4．⽓体是（）的流体。

BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。

5．在静⽌的流体内，单位⾯积上所受的压⼒称为流体的（）。

CA 绝对压⼒；B 表压⼒；C 静压⼒；D 真空度。

6．以绝对零压作起点计算的压⼒，称为（）。

AA 绝对压⼒；B 表压⼒；C 静压⼒；D 真空度。

7．当被测流体的（）⼤于外界⼤⽓压⼒时，所⽤的测压仪表称为压⼒表。

DA 真空度；B 表压⼒；C 相对压⼒；D 绝对压⼒。

8．当被测流体的绝对压⼒（）外界⼤⽓压⼒时，所⽤的测压仪表称为压⼒表。

AA ⼤于；B ⼩于；C 等于；D 近似于。

9．（）上的读数表⽰被测流体的绝对压⼒⽐⼤⽓压⼒⾼出的数值，称为表压⼒。

AA 压⼒表；B 真空表；C ⾼度表；D 速度表。

10．被测流体的（）⼩于外界⼤⽓压⼒时，所⽤测压仪表称为真空表。

DA ⼤⽓压；B 表压⼒；C 相对压⼒；D 绝对压⼒。

11. 流体在园管内流动时，管中⼼流速最⼤，若为湍流时，平均流速与管中⼼的最⼤流速的关系为（）。

BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。

12. 从流体静⼒学基本⽅程了解到U型管压⼒计测量其压强差是( )。

AA. 与指⽰液密度、液⾯⾼度有关，与U形管粗细⽆关；B. 与指⽰液密度、液⾯⾼度⽆关，与U形管粗细有关；C. 与指⽰液密度、液⾯⾼度⽆关，与U形管粗细⽆关。

13.层流底层越薄( )。

CA. 近壁⾯速度梯度越⼩；B. 流动阻⼒越⼩；C. 流动阻⼒越⼤；D. 流体湍动程度越⼩。

化工原理公式及各章节总结汇总

第一章流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程：ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算方程：f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数：μρdu =Re6. 范宁公式：ρρμλfp d lu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 7. 哈根-泊谡叶方程：232d lup f μ=∆ 8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ流产突然缩小：⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2115.0A A ξ第二章非均相物系分离1. 恒压过滤方程：t KA V V V e 222=+令A V q /=，A Ve q e /=则此方程为：kt q q q e =+22第三章传热1. 傅立叶定律：n t dAdQ ϑϑλ-=，dxdt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系：)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率：bt t AQ 21-=λ，或mA b tQ λ∆=4. 单层圆筒壁的定态热传导方程： )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b tt Q λ21-=5. 单层圆筒壁内的温度分布方程：C r l Qt +-=ln 2λπ（由公式4推导）6. 三层圆筒壁定态热传导方程：34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-=7. 牛顿冷却定律：)(t t A Q w -=α，)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数223μρβtl g Gr ∆= 9. 流体在圆形管内做强制对流：10000Re >，1600Pr 6.0<<，50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=，或kCp du d ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8.0023.0，其中当加热时，k=，冷却时k= 10. 热平衡方程：)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+=无相变时：)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=，若为饱和蒸气冷凝：)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数：21211111d d d d b K m ⋅+⋅+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程：212121211111d d R R d d d d b K s s m ⋅++⋅+⋅+=αλα 13. 总传热速率方程：t KA Q ∆=14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--22111112211lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--22111122111lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程：2221ln p m c q KAt T t T =--第四章蒸发1. 蒸发水量的计算：110)(Lx x W F Fx =-=2. 水的蒸发量：)1(1x x F W -= 3. 完成时的溶液浓度：WF F x -=4. 单位蒸气消耗量：rr D W '=，此时原料液由预热器加热至沸点后进料，且不计热损失，r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热 5. 传热面积：mt K QA ∆=，对加热室作热量衡算，求得Dr h H D Q c =-=)(，1t T t -=∆，T 为加热蒸气的温度，t 1为操作条件下的溶液沸点。

化工原理公式及各个章节总结汇总

第一章流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程：ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算方程：f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数：μρdu =Re6. 范宁公式：ρρμλfp dlu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 7. 哈根-泊谡叶方程：232d lup f μ=∆ 8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ流产突然缩小：⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2115.0A A ξ第二章非均相物系分离1. 恒压过滤方程：t KA V V V e 222=+令A V q /=，A Ve q e /=则此方程为：kt q q q e =+22第三章传热1. 傅立叶定律：n t dAdQ ϑϑλ-=，dxdtA Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系：)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率：bt t AQ 21-=λ，或mA b tQ λ∆=4. 单层圆筒壁的定态热传导方程： )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-=5. 单层圆筒壁内的温度分布方程：C r l Qt +-=ln 2λπ（由公式4推导） 6. 三层圆筒壁定态热传导方程：34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-=7. 牛顿冷却定律：)(t t A Q w -=α，)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数223μρβtl g Gr ∆= 9. 流体在圆形管内做强制对流：10000Re >，1600Pr 6.0<<，50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=，或kCp du d ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8.0023.0，其中当加热时，k=0.4，冷却时k=0.3 10. 热平衡方程：)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+=无相变时：)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=，若为饱和蒸气冷凝：)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数：21211111d d d d b K m ⋅+⋅+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程：212121211111d d R R d d d d b K s s m ⋅++⋅+⋅+=αλα 13. 总传热速率方程：t KA Q ∆=14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程：⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--22111112211lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--22111122111ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程：2221ln p m c q KAt T t T =--第四章蒸发1.蒸发水量的计算：110)(Lx x W F Fx =-= 2.水的蒸发量：)1(1x x F W -=3. 完成时的溶液浓度：WF F x -=04.单位蒸气消耗量：rr D W '=，此时原料液由预热器加热至沸点后进料，且不计热损失，r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热 5.传热面积：mt K QA ∆=，对加热室作热量衡算，求得Dr h H D Q c =-=)(，1t T t -=∆，T 为加热蒸气的温度，t 1为操作条件下的溶液沸点。

化工原理(第四版)谭天恩第一章流体流动

对于如图所示的管道内稳定流动，上式第三项为0，于是
1 控制体 2 1 2
输出流量输入流量
m1 m 2
1 u1 A1 2 u2 A2
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《化工原理》电子教案/第一章
二、质量衡算连续性方程
若1=2=常数
u1 A1 u2 A2
-------管内流动的连续性方程
如人身上的血液、淋巴液、囊液等多种体液以及像细胞质那样的“半流体”都属于非牛顿流体。如聚乙烯，聚丙烯酰氨，聚氯乙烯，尼龙6，PVS，涤纶，橡胶溶液，各种工程塑料，化纤的熔体等。 ----受到外力作用时并不立即流动而要待外力增大到某一程度时才开始流动
宾汉塑性流体涨塑性流体

---体系黏度随剪切速率的增加而增大。
这说明流体能自动从高（机械能）能位流向低（机械能）能位。
1 z1 1 泵 We
Q 换热器 2
2
z2
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《化工原理》电子教案/第一章
习题课
2 2 u1 p1 u2 p gz1 w s gz 2 2 wf 2 2
使用机械能衡算方程时，应注意以下几点（结合例题说明）：控制体的选取：
z1 1
2 z2
p1 gz1 p2 gz2 0 gR
R 3 3
等压面
指示剂 0
思考：对指示剂有何要求？ U形压差计适用场合？
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《化工原理》电子教案/第一章
三、流体静力学方程的应用
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U形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。
流体入 1