化工原理復(fù)習(xí)總結(jié)考點(diǎn)(已修改)
2025-04-28 22:28 本頁面
【正文】 流體流動(dòng)–––基本概念與基本原理一、 流體靜力學(xué)基本方程式或 注意：應(yīng)用條件：靜止的連通著的同一種連續(xù)的流體。壓強(qiáng)的表示方法：絕壓—大氣壓=表壓 表壓常由壓強(qiáng)表來測量； 大氣壓—絕壓=真空度 真空度常由真空表來測量。壓強(qiáng)單位的換算： 1atm=760mmHg===應(yīng)用：水平管路上兩點(diǎn)間壓強(qiáng)差與U型管壓差計(jì)讀數(shù)R的關(guān)系：處于同一水平面的液體，維持等壓面的條件必須時(shí)靜止、連續(xù)和同一種液體。二、定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的連續(xù)性方程式––––物料衡算式三、定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式––––能量衡算式1kg流體： [J/kg]討論點(diǎn)：流體的流動(dòng)滿足連續(xù)性假設(shè)。理想流體，無外功輸入時(shí)，機(jī)械能守恒式：可壓縮流體,當(dāng)Δp/p120%,仍可用上式，且ρ=ρm。注意運(yùn)用柏努利方程式解題時(shí)的一般步驟，截面與基準(zhǔn)面選取的原則。流體密度ρ的計(jì)算：理想氣體ρ=PM/RT 混合氣體 混合液體 上式中：––––體積分率；––––質(zhì)量分率。gz，u2/2，p/ρ三項(xiàng)表示流體本身具有的能量，即位能、動(dòng)能和靜壓能?！苃f為流經(jīng)系統(tǒng)的能量損失。We為流體在兩截面間所獲得的有效功，是決定流體輸送設(shè)備重要參數(shù)。輸送設(shè)備有效功率Ne=Weωs，軸功率N=Ne/η（W）1N流體 [m] （壓頭）1m3流體 ,四、 柏努利式中的∑hfI． 流動(dòng)類型：雷諾準(zhǔn)數(shù)Re及流型 Re=duρ/μ=du/ν，μ為動(dòng)力粘度，單位為[PaS]；ν=μ/ρ為運(yùn)動(dòng)粘度，單位[m2/s]。層流：Re≤2000，湍流：Re≥4000；2000Re4000為不穩(wěn)定過渡區(qū)。牛頓粘性定律 τ=μ(du/dy)氣體的粘度隨溫度升高而增加，液體的粘度隨溫度升高而降低。流型的比較：①質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式；②速度分布，層流：拋物線型，；湍流：碰撞和混和使速度平均化。③阻力，層流：粘度內(nèi)摩擦力，湍流：粘度內(nèi)摩擦力+湍流切應(yīng)力。II． 流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的阻力損失 [J/kg]直管阻力損失hf 范寧公式(層流、湍流均適用).層流： 哈根—泊稷葉公式。湍流區(qū)（非阻力平方區(qū)）：；高度湍流區(qū)（阻力平方區(qū)）：，具體的定性關(guān)系參見摩擦因數(shù)圖，并定量分析hf與u之間的關(guān)系。推廣到非圓型管注：不能用de來計(jì)算截面積、流速等物理量。局部阻力損失hf ` ①阻力系數(shù)法，②當(dāng)量長度法，注意：截面取管出口內(nèi)外側(cè)，對動(dòng)能項(xiàng)及出口阻力損失項(xiàng)的計(jì)算有所不同。當(dāng)管徑不變時(shí)，流體在變徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，在管徑縮小的地方其靜壓能減小。流體在等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)流體由于流動(dòng)而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長不變。流體流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力損失hf所損失的是機(jī)械能中的靜壓能項(xiàng)。完全湍流（阻力平方區(qū)）時(shí)，粗糙管的摩擦系數(shù)數(shù)值只取決于相對粗糙度。水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門開度減小時(shí)，水流量將減小，摩擦系數(shù)增大，管道總阻力不變。五、 管路計(jì)算I． 并聯(lián)管路： 各支路阻力損失相等。即并聯(lián)管路的特點(diǎn)是：（1）并聯(lián)管段的壓強(qiáng)降相等；（2）主管流量等于并聯(lián)的各管段流量之和；（3）并聯(lián)各管段中管子長、直徑小的管段通過的流量小。II．分支管路：分支點(diǎn)處至各支管終了時(shí)的總機(jī)械能和能量損失之和相等。六、柏式在流量測量中的運(yùn)用畢托管用來測量管道中流體的點(diǎn)速度?？装辶髁坑?jì)為定截面變壓差流量計(jì)，用來測量管道中流體的流量。隨著Re增大其孔流系數(shù)C0先減小，后保持為定值。轉(zhuǎn)子流量計(jì)為定壓差變截面流量計(jì)。注意：轉(zhuǎn)子流量計(jì)的校正。測流體流量時(shí)，隨流量增加孔板流量計(jì)兩側(cè)壓差值將增加，若改用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，隨流量增加轉(zhuǎn)子兩側(cè)壓差值將不變。 離心泵–––––基本概念與基本原理一、工作原理基本部件：葉輪（6~12片后彎葉片）；泵殼（蝸殼）（集液和能量轉(zhuǎn)換裝置）；軸封裝置（填料函、機(jī)械端面密封）。原理：借助高速旋轉(zhuǎn)的葉輪不斷吸入、排出液體。注意：離心泵無自吸能力，因此在啟動(dòng)前必須先灌泵，且吸入管路必須有底閥，否則將發(fā)生“氣縛”現(xiàn)象。某離心泵運(yùn)行一年后如發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，則應(yīng)檢查進(jìn)口管路是否有泄漏現(xiàn)象。二、性能參數(shù)及特性曲線壓頭H，又稱揚(yáng)程 有效功率 離心泵的特性曲線通常包括曲線，這些曲線表示在一定轉(zhuǎn)速下輸送某種特定的液體時(shí)泵的性能。由線上可看出：時(shí)，所以啟動(dòng)泵和停泵都應(yīng)關(guān)閉泵的出口閥。離心泵特性曲線測定實(shí)驗(yàn)，泵啟動(dòng)后出水管不出水，而泵進(jìn)口處真空表指示真空度很高，可能出現(xiàn)的故障原因是吸入管路堵塞。若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭減小，流量減小，效率減小，軸功率增大。三、離心泵的工作點(diǎn)泵在管路中的工作點(diǎn)為離心泵特性曲線（）與管路特性曲線（）的交點(diǎn)。管路特性曲線為：。工作點(diǎn)的調(diào)節(jié)：既可改變來實(shí)現(xiàn)，又可通過改變來實(shí)現(xiàn)。具體措施有改變閥門的開度，改變泵的轉(zhuǎn)速，葉輪的直徑及泵的串、并聯(lián)操作。離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵的出口管路上，開大該閥門后，真空表讀數(shù)
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