化工原理教案

江苏省职业学校

教师教案本

（ 2011 — 2012 学年第一学期）

课程名称化工原理

授课教师王晴

学校睢宁县中等专业学校

课堂教学安排

举例

以管内壁截面1-1与2-2为衡算范围根据质量

守恒定律以1s为基准q

m1

=q

m2

因为q

m

=uAρ→q

m

=u

1

A

1

ρ

1

= u

2

A

2

ρ

2

推广：qm= u

1

A

1

ρ

1

= u

2

A

2

ρ

2

=……== u

n

A

n

ρ

n

=常

数

说明：不可压缩流体不仅流经各截面的质量流

量相等，它们的体积流量也相等。

例：在稳定流动系统中水连续的从粗圆管

流入细软管，粗管内径为细管内径的两倍，求

细管内水的流速是粗管的多少倍

解：用下标1及2分别表示粗管和细管

u

1

A

1

=u

2

A

2

因为A= 2

2

2

2

1

1

2

4

4

4

d

u

d

u

d

π

π

π

=

⇒

2

2

1

1

2)

(

d

d

u

u

=

4

)

2

(2

2

2

2

1=

=

d

d

u

u

四、伯努利方程

1、流动系统的总能量衡算

(1)内能：截面1-1’，2-2’内能分别为

u

1

,u

2

单位J/kg

(2)位能：等于将质量为m的流体，在重

力场中自基准水平面升举到高度为z所做的功

思考

分析

分组讨

论

师生共

同

完成

教学过程教学内容与教师活动

学生活

动

引入

讲授新课

前面讨论流动系统的机械能衡算时流体流动

有阻力存在，在讨论伯努利方程时可以看到只有给

出了能量损失具体数值或说明忽略不计才能用伯

努利方程。因此流体阻力的计算很重要，本节讨论

流体阻力来源影响因素以及流体在管内的计算。

1牛顿粘性定义

2.牛顿粘性定律

A

dy

du

Fμ

=

式中

dy

du

：速度梯度即与流动方向垂直的y

方向上流体速度的变化率

3.流体的粘度

dy

du

τ

μ=

1)物理的意义：促使流体流动产生单位

速度的剪应力

思考

记录思

考

讨论

思考讨

论

实验

2)液体：温度升高→粘度减小

气体：温度升高→粘度增大

3)单位：或（kg/）

2换算1p=100cp=流体的流动形态

1.两种流动形态：湍流

滞流

2.流型的判据—雷诺数

μ

ρdu

=

Re

⎪

⎩

⎪

⎨

⎧

≥

≤

湍流

过渡

＜

＜

滞流

4000

Re

4000

2000

2000

Re

R

3流体在圆管内流动时的分布

1.滞流

记录

观察讨

论

分析实

验

结论

举例

归纳总结

2.湍流

4流动阻力的计算

阻力直管阻力

局部阻力

2

'

2

u

hf

hf

hfζ

=

+

=

∑

5流体在直管中的流动阻力

1.计算直管中的流动阻力

2

2

u

d

l

hfλ

=

2.管壁粗糙度对摩擦因数的影响

3.滞流时的摩擦因数

4.湍流时的摩擦因数

例题：

1牛顿粘性定律

教学过程教学内容与教师活动

学生活

动

引入

讲授新课

化工生产中是怎样测量流速和流量的呢

多媒体展示一些设备的照片，本节课介绍几种

流速计和流量计。

一、测速管

1 构造

由两根弯成直角的同心套管组成的，其中外

管的管口是封闭的，但测速管在距前端开有几个小

孔，内管前端敞开。

2 工作原理

测量时，外管与内管的末端分别与U形管压

差计的两臂相连接。

A处测得的为流体的动压头和静压头之和，称

为冲压头，即H A=

2g

u2 +

ρg

p

B处测得的为流体的静压头，即

H B=

ρg

p

U形管压差计所测得的压头之差，即

欣赏

思考

分析

分组

讨论