【正文】 壓縮流體 ：若兩截面間的壓強(qiáng)變化小于原來(lái)的 20%減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)能，總能量守恒。υ ； ρ1=（ υ υ ； ρ1=不可壓縮理想流體（ υ ② 設(shè)想流體為無(wú)粘性，無(wú)摩擦損失的理想流體+=Qe⊿ h(3)通過(guò)節(jié)流閥的流動(dòng) ：無(wú)熱功交換 Qe=0；無(wú)位能變化，2⊿ hg⊿ z+⊿ u2/2(1)通過(guò)換熱器的流動(dòng) ：外界對(duì)體系的機(jī)械功 W e(J/kg)穩(wěn)定流動(dòng)總能量方程式應(yīng)用Qe+W e=⊿ hu22/2mu22/2+mp2Qmgz1QeW e(J)。(J)。(2)位能 ：是流體受重力作用，在不同高度具有不同的位能。．流動(dòng)系統(tǒng)的總能量衡算管內(nèi)穩(wěn)定流動(dòng)連續(xù)性方程 不可壓縮流體在園管中作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，其流速與截面積成反比，與園管的直徑平方成反比。總進(jìn)料量＝總出料量 ∑ws1=∑ws2在無(wú)物料損失的情況下，根據(jù)質(zhì)量守恒定律應(yīng)有：連續(xù)性方程式1) 常用流速范圍 u= Vs /Aws＝ ρVs(m3/s)2)Pa若真空表的讀數(shù)為 80103例 19因 p2=pa+ρgh=解得： h=1000 故 試求此爐的安全液封管應(yīng)插入槽內(nèi)水面下的深度 h。它在 U形管的兩股上增設(shè) 兩個(gè)擴(kuò)大室 ，擴(kuò)大室內(nèi)徑與 U形管內(nèi)徑之比一般應(yīng)大于 10。⊿ p=p1－ p2=(ρ 0ρ)g R =(1630–1000)=2163 (N/m 2)(2)管內(nèi)流經(jīng)氣體時(shí)： kg/m3水平導(dǎo)管上的兩點(diǎn)間接一盛有四氯化碳的 U型管壓差計(jì)，壓差計(jì)讀數(shù) R為 35cm。 p02。p2＝ p1+ρg(z1－ z2) 流體靜力學(xué)基本方程討論 p＝ p0+ρg h① 當(dāng)容器內(nèi)液面上方的壓強(qiáng) p0一定時(shí)，靜止液體內(nèi)部任一點(diǎn)壓強(qiáng) p的大小與液體本身的密度 ρ和該點(diǎn)距液面的深度 h有關(guān)。若密度 ρ為常數(shù)，則上式積分得： p/ρ+gz=常數(shù)若積分的上、下限取高度為 z1和 z2的二個(gè)平面， pA－ (p+dp)A－ ρgAdz=0流體靜力學(xué)基本方程 流體靜力學(xué)方程研究處于相對(duì)靜止的流體在重力和壓力作用下，處于平衡狀態(tài)的規(guī)律 。絕對(duì)壓強(qiáng)－大氣壓強(qiáng) 當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)小于外界大氣壓強(qiáng)時(shí)，用真空表進(jìn)行測(cè)量。Pa2) 壓強(qiáng)表示 :按度量壓強(qiáng)的基準(zhǔn)（零點(diǎn)）AB絕對(duì)壓強(qiáng) ：以絕對(duì)零壓（真空）為基準(zhǔn)（真實(shí)壓強(qiáng)）表壓強(qiáng)和真空度 ：以大氣壓為基準(zhǔn) 當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)大于外界大氣壓強(qiáng)時(shí)，所用的測(cè)壓儀表稱為壓強(qiáng)表。它們之間的換算關(guān)系為：latm=／ cm2＝ 760mmHg=P—— 垂直作用于流體表面的壓力， Np=P/A式中 把流體單位面積上所受的壓力稱為流體的靜壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱壓強(qiáng)，用 p表示，μdu/dydu/dy?無(wú)屈服應(yīng)力 ： 假塑性流體，漲塑性流體有屈服應(yīng)力 ： 賓漢塑性流體 流體靜力學(xué)基本方程式 靜止流體的壓力1)τ溫度對(duì)粘度的影響 ：液體 ：溫度上升， 則粘度減小。=s/cm2scgss/τ/(du/dy)τ— 剪應(yīng)力， N／ m2這種內(nèi)摩擦力就是一種平行于流體微元表面的表面力，通常又稱作 剪切力 。M—— 氣體的摩爾質(zhì)量， kg／ molρ=m/V稱為密度 ρ（ kg／ m3）流體的密度和比容單位體積流體所具有的質(zhì)量)在外力作用或溫度變化時(shí)，體積改變較大，一般不能忽略（可壓縮和膨脹性），稱之為 可壓縮流體 。稀薄流體牛奶、果汁、鹽水 概述11) 平衡關(guān)系 平衡關(guān)系予告過(guò)程或反應(yīng)能夠達(dá)到的極限。 隨物料進(jìn)入系統(tǒng)的總熱量， kJ或 kW向設(shè)備輸入的物料質(zhì)量減去從設(shè)備輸出的物料質(zhì)量，必等于積累在設(shè)備里的物料質(zhì)量，即： 輸入物料的總和 輸出物料的總和 積累物料量 能，熱（ Pa（ N/m2）；（ I(IV)發(fā)光強(qiáng)度 質(zhì)量 m米 長(zhǎng)度 1N=1[kg）單位制 （基本單位與導(dǎo)出單位的總和）（ 1）絕對(duì)單位制（ cgs制）：力，達(dá)因， dyn（ 2）工程單位制：力，公斤（力） ,Ks[m]基本量 ：長(zhǎng)度 （物理量），特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法內(nèi)容 ： 以 “ 三傳 ” 流體流動(dòng)過(guò)程（ 動(dòng)量傳遞 ）；傳熱過(guò)程（ 熱量傳遞 ）；傳質(zhì)過(guò)程（ 質(zhì)量傳遞 ）為核心和主線，講述單元操作的基本原理，典型設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，操作性能和設(shè)計(jì)計(jì)算。 食品加工 的科學(xué)化和工程化的標(biāo)志 單元操作的引入和應(yīng)用。真空濃縮 Operation)：流體的流動(dòng)與輸送，沉降，過(guò)濾，攪拌，壓縮，傳熱，蒸發(fā)，結(jié)晶，干燥，精餾，吸收，萃取，冷凍等。聚合 提純 緒論化工生產(chǎn)過(guò)程 ： 是由若干化學(xué)反應(yīng)和物理操作串聯(lián)的生產(chǎn)過(guò)程。 該生產(chǎn)過(guò)程的核心是 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 ，為使化學(xué)反應(yīng)經(jīng)濟(jì)有效的進(jìn)行， 反應(yīng)前 物料要達(dá)到一定純度 ,即需要進(jìn)行前處理 ?；ぴ恚?1）學(xué)時(shí)： 化工生產(chǎn)過(guò)程 :用化工手段將原料加工成產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程。前 、 后處理中，絕大多數(shù)過(guò)程是 純物理過(guò)程 。單體合成 提純 （反應(yīng)熱）（反應(yīng)熱）（壓縮，冷凝） 在各種化工生產(chǎn)過(guò)程中，除化學(xué)反應(yīng)外的其余物理操作稱為 單元操作 (Unit←→ 過(guò)濾 熱敏性 和 氧化變質(zhì) 及 易腐性是動(dòng)、植物原料的共有特點(diǎn)。 本課程是在高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及物理化學(xué)、化學(xué)等課程的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)的一門 專業(yè)基礎(chǔ)課程 ，其 主要任務(wù) 是研究化工單元操作的基本原理，典型設(shè)備的構(gòu)造及工藝尺寸的計(jì)算或設(shè)備選型。本課程作為 化學(xué)工程學(xué) 的一個(gè)基礎(chǔ)組成部分 ，是化工 、生物、制藥、食品 等專業(yè)的主干課程之一（學(xué)科基礎(chǔ)課 ），其在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間，起著承上啟下，由 “理 ”過(guò)渡到 “工 ”的橋梁作用。1）基本量，導(dǎo)出量 任何物理量均可由幾個(gè)彼此獨(dú)立的基本量表示其性質(zhì)和特征。；質(zhì)量 [t]u=L/t2]=1/[kgf]=105[dyn]SI基本單位量的名稱 量的符號(hào) 單位名稱 單位符號(hào)l(L)千克 秒 ） 坎（德拉） mol 導(dǎo)出單位：力 功 2) 傳熱過(guò)程 （熱量傳遞） 研究傳熱的基本規(guī)律以及主要受這些基本規(guī)律支配的若干單元操作，如熱交換、蒸發(fā)等。1) 物料衡算 根據(jù)質(zhì)量守恒定律而進(jìn)行的質(zhì)量平衡計(jì)算。如果是熱能，則稱為熱量衡算。 第 流體流動(dòng)流體的流動(dòng)和輸送既是一個(gè)單元操作，又與其他各種單元操作密切相關(guān)。水、空氣、水蒸氣 典型流體 蜂蜜、脂肪、果醬 流 體 特 征 ： 易流動(dòng)，無(wú)固定形狀 氣體 ： 氣體分子間距大，相互作用力小，無(wú)一定自由表面和體積，充滿整個(gè)容器。2)m— 流體的質(zhì)量， kgp—— 氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)， PaT—— 氣體的熱力學(xué)溫度， K 流體的粘度流體流動(dòng)時(shí)存在內(nèi)摩擦力，流體流動(dòng)時(shí)必須克服內(nèi)摩擦力作功。單位面積上的內(nèi)摩擦力就是 剪應(yīng)力 。du/dy— 法向速度梯度， 1／ sμ— 比例系數(shù)，稱為粘性系數(shù)或動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度牛頓粘性定律：粘度單位 :SI: μ=Pas粘度 ：衡量流體粘性大小的物理量稱動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度。非牛頓流體簡(jiǎn)介非牛頓流體粘性流體粘彈性流體與時(shí)間無(wú)關(guān)與時(shí)間有關(guān)無(wú)屈服應(yīng)力有屈服應(yīng)力觸變性流體 流凝性流體塑性流體 （污水泥漿，巧克力漿） τ=k(du/dy)n牛頓流體 （所有氣體，大多數(shù)液體） τ=垂直作用于任意流體微元表面的力稱作壓力。習(xí)慣上還采用一些其他單位，如 atm(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 )、某液柱高度、 bar(巴 )或 kgf／ cm工程大氣壓 (at)等。Palat＝ lkgf／ cm2＝ ＝ 10mH2O＝ ＝ 104表壓強(qiáng) =－表壓強(qiáng)當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)：dp+ρgdz＝ 0dp+ρgdz＝ 0④ 壓強(qiáng)或壓強(qiáng)差可以用一定高度的流體柱 h表示，即：(p2－ p1)/ ρg = z1－ z2=hp2＝ p1+ρg(z1－ z2) 1。[例 ]解 ]ρ =1000⊿ p=p1－ p2=微差壓差計(jì)亦稱 雙液體 U形管壓差計(jì)。根據(jù)靜力學(xué)基本方程，壓強(qiáng)差可用下式表示：p1－ p2＝ gR