【正文】 粘度的物理意義 : 促使流體產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力粘性 ：確定流體流動時內(nèi)摩擦力大小的物理性質(zhì)。P（泊） =S— 流體層間的接觸面積， m23)液體和氣體都具有流動性，通常總稱為流體。 2) 過程速率 在生產(chǎn)中能量可能是熱能、電能、機械能或其它能。W ）1) 流體流動過程 （動量傳遞） 研究流體流動及流體和與之接觸的固體間發(fā)生相對運動時的基本規(guī)律，以及主要受這些基本規(guī)律支配的若干單元操作，如流體的輸送、沉降、過濾、攪拌及固體的流態(tài)化等。cd安（培 kgmm/s2m/s。[T]m 牛奶 反應(yīng)后還要進行后處理，使產(chǎn)物與反應(yīng)物分開、產(chǎn)物精制。48教材： 《化工原理》上冊 天津大學(xué)出版社參考書 :《化工原理》上冊 化學(xué)工業(yè)出版社 《 食品工程原理 》 中國輕工業(yè)出版社緒論 化工生產(chǎn)過程 與 單元操作 例： 用乙炔和氯化氫生產(chǎn)聚氯乙烯塑料乙炔 化工原理： 是研究這些 單元操作 的基礎(chǔ)學(xué)科，是各個 單元操作 的綜合和集成。教學(xué)環(huán)節(jié) ： 理論課教學(xué)，實驗，課程設(shè)計特點 ： 內(nèi)容多，范圍廣，難度大。kg導(dǎo)出量 ：如速度 kg(fI開（爾文） K物質(zhì)的量 N）； 3) 傳質(zhì)過程 （質(zhì)量傳遞） 研究物質(zhì)通過相界面遷移過程的基本規(guī)律，以及主要受這些基本規(guī)律支配的若干單元操作，如液體的蒸餾、氣體的吸收、固體的干燥及結(jié)晶等。 隨物料離開系統(tǒng)的總熱量， kJ或kW章 式中 R—— 通用氣體常數(shù)， ／ (mol 當各流體層速度不同時，層與層之間會發(fā)生相對運動和相互作用力。=N: μ=1泊 =100cP（厘泊） 氣體 ：溫度上升，則粘度增大。粘度為零的流體? 牛頓流體 ： y壓強表上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓強比大氣壓強高出的數(shù)值，即： h p p1 p2點 1處于容器的液面上，設(shè)液面上方的壓強為 p0，距液面 h處的點 2壓強為 p。若導(dǎo)管內(nèi)流經(jīng)的是 (1)水，(2)密度為 ，試分別計算兩點間壓強差。ρ =(ρ 0ρ)g R =(1630– 壓差計內(nèi)裝有 A、 C兩種密度稍有差異的指示液。解： 按爐內(nèi)允許的最高壓強計算液封管插入槽內(nèi)水面下的深度 h 。103(m)p1=爐內(nèi)壓強 =pa+pa+質(zhì)量流量 ：單位時間內(nèi)流過流道橫截面的流體質(zhì)量。穩(wěn)態(tài)流動與非穩(wěn)態(tài)流動物料衡算的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律。質(zhì)量為 m流體由基準水平面升舉到高度 z所作的功， mgz(J)。 柏努利 (Bernoulli)方程式(4)靜壓能 （壓力能）：流體經(jīng)控制面進入或流出系統(tǒng)時，必須克服靜壓強作功：FL ＝（ pA)V/A=pV= mpυ ，流體帶有與此相當?shù)哪芰浚?mpυ 或 mp/ρ(J)。(J)。+U2+p2υ (J/kg)上式說明： 外界加給系統(tǒng)的熱量和功量，全部用于增加流體的焓、位能和動能。=)通過噴嘴的流動 ：無熱功交換 Qe⊿ h=0=g⊿ z+⊿ u2/2說明壓縮機所耗的功，等于壓縮前后氣體焓值的增量 (Bernoulli)方程式1)1=ρ2=（不計流動阻力） 2） 基準面選取 ：一般取最低面，與地面平行 。p2=[解 ]（ 表壓強） kg/m3（ 表壓強 ）d2=76－ 23=70mm在 11和 22截面間列柏努利方程式： 流體流動現(xiàn)象 流動類型與雷諾數(shù)1)稍打開閥門，水流速度很小時，水流中心的 有色液體是一條平穩(wěn)流過的直線 ，與水完全不相混雜，表明管內(nèi)水的質(zhì)點基本成平行的直線運動。＜ ＜ 流體在圓 管內(nèi)流動時 的速度分布1.邊界層厚度 δ，是離板前緣距離 x的函數(shù)，厚度增加。C點 ：分離點B點 :流速最大 ,壓力最小 流體在管內(nèi)的流動阻力 流動阻力產(chǎn)生的原因與影響因素 ：流體具有粘性，流動時存在著內(nèi)摩擦，是流動阻力產(chǎn)生的根源；固定的管壁或其它形狀固體壁面，促使流動的流體內(nèi)部發(fā)生相對運動，為流動阻力的產(chǎn)生提供了條件。層流時的摩擦系數(shù)園形直管層流流動時的摩擦系數(shù) :哈根－泊謖葉方程 ：層流時的壓強降（摩擦損失）與 u的一次方成正比4.② 過渡區(qū) ： Re=2023～ 4000 不穩(wěn)定，可按層流或湍流，工程按湍流延伸查取。：從手冊查取(J/kg)2.這條管路系統(tǒng)所用的管子外徑為 38mm、內(nèi)徑 35mm的無縫鋼管，管子長度 12m，中間有一只搖板式單向閥， 3只 90176。1只搖板式單向閥 (用試差法計算）(4)[解 ] 考慮到管路甚長，動能及局部損失可忽略不計；又因常壓下輸送； p1＝ p2，故計算式可簡化為： 上式中已知 L＝ 150m，而 d、 u、 λ 待定，且互相依賴。解：取水塔液面為 11截面 （大截面 ) ，排水管出口為 22截面： u1 u2 ， u12/2≈0 ； 以水管出口中心平面為基準面?！苃f=λ( m/s，計算輸水量：再查表得： λ= ， 與重設(shè)值很接近，可不再重算 ；3%畢托管 管口 B平面與流動方向平行，測得流體的 靜壓能 ： p/ρ。=d孔板流量計22截面3)測壓孔位置偏差用校正系數(shù) C消除以下因素的影響 ：C0：流量系數(shù)（與 Re，孔管面積比 A0/A1有關(guān) )(m3/s)(m/s)孔板流量計 ：結(jié)構(gòu)簡單，摩擦損失較大。當此壓力與轉(zhuǎn)子重力和浮力成平衡時，轉(zhuǎn)子停留在一定的高度上，即可從玻管上得到讀數(shù)。=VRg(ρ R－ ρ)等式右邊各項為定值，壓強差為常數(shù)與流量無關(guān)流量 轉(zhuǎn)子的形狀、大小、材料、流體密度及 Re有關(guān)10 4 ，查得流量系數(shù)： C0=Re1=d1u1/m3當壓強計的讀數(shù) R為 80mm時，試求導(dǎo)管中苯的流量。轉(zhuǎn)子位置高低仿照孔板流量計的流量公式，轉(zhuǎn)子流量計的流量：(m3/s)CR：轉(zhuǎn)子流量計的流量系數(shù)，與 Re和轉(zhuǎn)子形狀有關(guān)，其值由實驗測定。：轉(zhuǎn)子材料密度ρ轉(zhuǎn)子流量計umax；最后算得平均流速 u。p/ρ+流量一般可以采用 流量計 直接測量，也可以采用 流速計 測量流速再乘以流動截面積而得。u2查閱常用流速范圍表，在工業(yè)供水 ～ ＝ 2m/s。 生產(chǎn)費用主要是每年消耗在克服管路阻力的能量費用。管子入口 [解 ] 將流體流過局部位置所產(chǎn)生的局部阻力折合成相當于某個長度（當量長度 1. λ 隨 ε/d 增加而增加，隨 Re增大而逐漸緩和下降。計算圓形直管阻力的通式 τ=μdu/dy (計算困難 )Z1=Z2， u1=u2=uF=τShf 局部阻力 ：主要是由于流體流經(jīng)管路中的管件、閥門及管截面的突然擴大或縮小等局部地方所引起的阻力。邊界層分離后出現(xiàn)流體空白區(qū) ，回流形成 渦流 。湍流邊界層內(nèi) ：湍流主體緩沖層：非層流又非完全湍流層流內(nèi)層過度區(qū)邊界層后段 ：在離板前緣距離 xc處，由層流轉(zhuǎn)為湍流（過度區(qū)），后成湍流邊界層。n=6Re=105湍流流動時，由于流體質(zhì)點間的劇烈碰撞和混合，管中心流速分布較平坦，不呈拋物面：Re=4103自由湍流 ：由不同速度運動的兩液層之間的接觸而產(chǎn)生，如將流體噴射到大量靜止流體中等。＞ 層流 和 湍流 雷諾實驗揭示了流體流動形態(tài)與流動速度的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)流體流動形態(tài)與以下四個因素有關(guān)：流體動力粘度 μ 、流體密度 ρ 、導(dǎo)管直徑d和平均流速 u。（ 表壓強 ） [解 ][例 ]paz1=， z2=9m， ∑hf=牛奶輸送量為。z3=h=8m [例 ][解 ]如附圖所示的開口水箱，其下部一方裝有泄水龍頭，設(shè)水箱上方有維持水位恒定的裝置，液面與泄水出口的高差 ⊿ p1通常把方程式中的 (U2－ U1)稱為機械能損失或摩擦損失 （ ∑hf） ，并將方程式寫成：穩(wěn)定流動總能量方程式不可壓縮實際流體穩(wěn)定流動的能量衡算：輸送系統(tǒng)有泵對外 無熱交換 (Qe＝ 0)(J/kg)(J/kg)不可壓縮實際流體 柏努利方程式有效功率 (Ne)：單位時間內(nèi)輸送設(shè)備所作的有效功(J/kg)(N/m2)3.1=ρ2=為使解決問題簡化： ① 將氣體視為