【正文】 12122221211,22從而，直徑相同的水平管，作力的分析 垂直作用于截面 11的壓力 P1， 21111 4P dpAp ???垂直作用于截面 11的壓力 P2， 22222 4 dpApP ???推動力： 22121 4)( dppPP ????阻力（平行作用于流體柱表面上的摩擦力）： dlSF ??? ??推動力與阻力大小相等、方向相反，即 ???????dlhhppdlppdldppff4:44)(2121221???????得通常將能量損失 hf表示為動能 u2/2的函數(shù)。如果流體流動的速度 u增加，則層流內(nèi)層 δ的厚度減小。作用于流體柱兩端面的壓強(qiáng)分別為 21,pp 2221 )( rprpp f ?? ???為則作用在柱上的推動力設(shè)距管中心 r處的流體速度為 .,),)(,rrrrrdrduduudrru?剪應(yīng)力為兩相鄰流體層所產(chǎn)生的（即速度梯度）為的變化率則流體速度沿半徑方向度為（處的相鄰流體層內(nèi)的速 ??)R420222)2S2202rlpurdrlpduuRruurrrdrlpdudrdurlrpdrdurlrldrdudrdufrrRfurrrrfrrfrrrrrr????????????????????????（積分整理得從而時，時，邊界條件：方向相反，故動力與阻力大小相等，流體做等速運(yùn)動時，推（為作用在流體柱上的阻力粘性定律，即層流時剪應(yīng)力服從牛頓?????????????上式為流體在圓管內(nèi)作層流流動時的速度分布表達(dá)式。 μ 、 d、 u、 ρ 這四個參數(shù)可組合成一個 的形式。式中 uuf ,40h2??試求 ：經(jīng) 4h后貯槽內(nèi)液面下降的高度。 （ 1）確定管道中流體的流量 （ 2）確定容器間的相對位置 （ 3）確定輸送設(shè)備的有效功率 （ 4）確定管路中流體的壓強(qiáng) 例 ，經(jīng)噴嘴噴出，如附圖所示。 ?hf ?hf3）輸送單位質(zhì)量流體所需加入的外功 We是決定流體輸送設(shè)備的重要數(shù)據(jù)。/221112121kgJkgQkgJkgpdvpdvQUee之間所獲得的熱，與流體在截面——膨脹所做的功，引起體積的過程中，因被加熱而流到截面流體從截面——式中??????????????????????????????????????????????????feppppfefefeehWdpuZgdppdpdphWpdpuZgpdhQUh21212121212)())(22212??????????????得：（因為上式為 1kg流體流動時的機(jī)械能的變化關(guān)系，稱為流體穩(wěn)態(tài)流動時 的機(jī)械能衡算式，適用于可壓縮性流體與不可壓縮性流體。 輸出的能量輸入的能量質(zhì)量流體恒算基準(zhǔn)：截面之間截面與恒算范圍：基準(zhǔn)面：????kg1221100分析 1kg流體在流動過程中具有哪些能量。 非穩(wěn)定流動：若流動的流體中，任一點(diǎn)上的物理參數(shù)，有部分或 全部隨時間而改變。此時，采用質(zhì)量流速比較方便。 1． 3． 1 流量與流速 1．流量 1)體積流量 單位時間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的流體的體積，稱為體積流量，以VS表示，其單位為 m3／ s或 m3 /h。當(dāng) R1500mm時，調(diào)節(jié)指示劑的密度ρ指 ，將其變小，如果使用水銀指示劑后，還是 R1500mm，則用幾個 U管壓差計進(jìn)行串聯(lián) ρ指 必須大于被測液體的ρ測 ，用正 U型管；如果指示劑的密度 ρ指小于被測液體的 ρ測 ，則用倒 U型管 強(qiáng)差，也可測量流體在任一處的壓強(qiáng)（表壓強(qiáng)），將 U管壓差計的一端與大氣相通 化工生產(chǎn)中經(jīng)常需要了解容器里液體 的貯存量，或需要控制設(shè)備里液體的液面， 因此要對液面進(jìn)行測定。 例題 1：某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為 103Pa，試計算設(shè)備內(nèi)的絕對壓強(qiáng)與表壓強(qiáng)。 例如， 當(dāng)測定流體內(nèi)某點(diǎn)的壓力時，不論將測壓管按水平、垂直還是其他方向插入管的管端正好與該點(diǎn)接觸，則壓力表上所顯示的讀數(shù)都是相同的。 具有粘性的流體 非理想流體（實(shí)際流體）。 對于常壓氣體混合物的粘度，可采用下式計算。 速度梯度，即在與流動方向相垂直的 y方向上流體速度的變化率； 比例系數(shù)，其值隨流體的不同而異，流體的粘性愈大，其值愈大，所以稱為粘滯系數(shù)或動力粘度，簡稱為粘度。兩板間充滿了靜止的液體，如下圖所示。 對于氣體混合物，各組分的組成常用體積分?jǐn)?shù)來表示。 測定流量的各種方法，來確保輸送的可靠與正常。 連續(xù)介質(zhì) 在研究流體流動時，常將流體視為由無數(shù)流體微團(tuán)組成的連續(xù)介質(zhì)。 秒制。 在國際單位制中，規(guī)定了 7個基本單位： 長度 單位米（ m） 質(zhì)量 單位千克（ kg） 時間 單位秒（ s 溫度 單位開爾文（ K） 物質(zhì)的量 單位摩爾（ mol） 電流強(qiáng)度 單位安培（ A） 發(fā)光強(qiáng)度 單位坎德拉（ cd） 兩個輔助量： 平面角 單位弧度（ rad） 立體角 單位球面度（ sr） 其他單位均由這 7個基本單位導(dǎo)出。 過程速率 = 過程阻力過程推動力式中：過程推動力指的是直接導(dǎo)致過程進(jìn)行的動力，例如溫差等。 熱量衡算的本質(zhì)是焓的計算，對熱量衡算： LOI Q ?? ??? IQ KWKJ /隨物料進(jìn)入系統(tǒng)的總能量 ， OQKJ /隨物料離開系統(tǒng)的總能量 ， LQ KWKJ /向系統(tǒng)周圍散失的熱量 ， 上式也可寫成： LOIQWHWH ?? ?? )()(kg skg/式中： W物料的質(zhì)量或質(zhì)量流量 ， 或 H物料的焓 kgKJ /注意點(diǎn)：①熱量衡算和物料衡算一樣，要規(guī)定衡算基準(zhǔn)和范圍； ②焓是相對值，要指明基準(zhǔn)溫度，習(xí)慣上選 0℃ 為基準(zhǔn)溫度， 規(guī)定 0℃ 時液態(tài)物質(zhì)的焓為零。 物料衡算 ?質(zhì)量守恒定律，即： AOIGGG ?? ?? ???IG 輸入物料的總和 ???? O輸出物料的總和 ???AG累積的物料量 注意：①無化學(xué)反應(yīng)時，混合物中任何一組分服從此通式 ②當(dāng)有化學(xué)反應(yīng)時，它只適用于任一元素的衡算 ③若過程中累積的物料量為零，則 ?? ? OI GG基準(zhǔn)選擇的原則： （ 1）對于間歇操作，常用一次投料為基準(zhǔn)。 （ 2）數(shù)學(xué)模型法（半經(jīng)驗半理論方法） 該方法是在對實(shí)際過程的機(jī)理深入分析的基礎(chǔ)上，在抓住過程本質(zhì)的前提下，作出某些合理簡化，建立物理模型，進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，得出數(shù)學(xué)模型。聚氯乙烯的工藝流程圖見圖 1。 學(xué)習(xí)緒論，掌握五個方面的內(nèi)容。 原料 → 前處理 → 化學(xué)反應(yīng) → 后處理 → 產(chǎn)品 (1)化學(xué)反應(yīng)為主的過程 (每種產(chǎn)品特有的化學(xué)反應(yīng)過程 ) (2)物理操作為主的過程 化工過程中常用單元操作 單元操作 目 的 物 態(tài) 原 理 傳遞過程 流體輸送 輸送 液或氣 輸入機(jī)械能 動量傳遞 攪拌 混合或分散 氣 液；液 液； 輸入機(jī)械能 動量傳遞 固 液 過濾 非均相混合物分離 液 固；氣 固 尺度不同的截留 動量傳遞 沉降 非均相混合物分離 液 固；氣 固 密度差引起的沉降運(yùn)動 動量傳遞 加熱、冷卻 升溫、降溫 改變相態(tài) 氣或液 利用溫度差而傳入或移出熱量 熱量傳遞 蒸發(fā) 溶劑與不揮發(fā)性溶質(zhì)的分離 液 供熱以氣化溶劑 熱量傳遞 氣體吸收 均相混合物分離 氣 各組分在溶劑中溶解度的不同 質(zhì)量傳遞 液體蒸餾 均相混合物分離 液 各組分間揮發(fā)度的不同 質(zhì)量傳遞 萃取 均相混合物分離 液 各組分在溶劑中溶解度的不同 質(zhì)量傳遞 干燥 去濕 固體 供熱汽化物料內(nèi)的濕分 熱、質(zhì)同時傳遞 吸附 均相混合物分離 液或氣 各組分在吸附劑中的吸附能力 質(zhì)量傳遞 不同 .1?.2?.1?.2?.3?人們這么做的目的有兩個： 對于任一復(fù)雜的化工生產(chǎn)過程，都可以認(rèn)為是若干個單元操作通過 某種適當(dāng)?shù)慕M合串聯(lián)而成的過程。 （ 2）工程設(shè)計能力 學(xué)習(xí)進(jìn)行工藝過程計算和設(shè)備設(shè)計，當(dāng)缺乏現(xiàn)代數(shù)據(jù)時，要能夠從資料中查取， 或從生產(chǎn)現(xiàn)場查定或通過實(shí)驗測取。進(jìn)料中全部 A組分， 96%B組分及 4%C組分存在于 塔頂產(chǎn)品中；全部 D組分存在于塔釜產(chǎn)品中，試計算塔頂和塔釜 產(chǎn)品的流量及其組成。 平衡關(guān)系就是指在一定條件下，過程的變化達(dá)到了極限，即達(dá)到了平衡狀態(tài)。 五、化工常用量和單位 （ 1）化工常用量 量是指物理量，任何物理量都是用數(shù)字和單位聯(lián)合表達(dá)的。由于歷史原因，年代久遠(yuǎn)一點(diǎn)的化工文獻(xiàn)、手冊、資料中的數(shù)據(jù)常常是一些非 SI或非法定計量單位，如壓力單位使用物理大氣壓(atm)、工程大氣壓 (歡＞、巴 (b3r)、毫米汞桂 (mmH2)、毫米水拄 (mmH zO)等。 克“秒制 (簡稱 cGs制，又稱物理單位制 )中，選長度單位厘米、質(zhì)量單位克、時間單位秒作為基本單位，其他物理量的單位可以通過物理或力學(xué)的定律導(dǎo)出。但是，高度真空下的氣體．就不再視為連續(xù)性介質(zhì)了。 通常用的是平均密度。 體積力 作用在體積 ΔV 內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)，與 ΔV 以外的流體無關(guān)，例如重力、離心力、慣性力。這種運(yùn)動著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層之間的相互作用力，稱為流體的內(nèi)摩擦力或粘滯力。粘度總是與速度梯度相聯(lián)系，只有在運(yùn)動時才顯現(xiàn)出來。 ④ 粘度的影響因素 i液體的粘度： , 壓力的影響可忽略不計 。在實(shí)際生產(chǎn)中，主要用于設(shè)備或管道內(nèi)壓強(qiáng)