【正文】 形直管阻力所引起能量損失的通式，范寧（ Fanning）公式。 L2是 A的因次 M是質(zhì)量的因次 θ是時間的因次，等等。和指數(shù)式中的常數(shù)下列冪函數(shù)的形式上面的關(guān)系可以假設(shè)為qkjcbauldpuldpqkjcbaff,KK),(???????????? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? LLuLMLldMLLMp???????????????????,111312式中各物理量的因次是： 把各物理量的因次代入上式，則兩端的因次為 qkjcbakckjqkjCbaLMLMLMLMLLLLLM??????????????????312113112 )()()()()()(?????即根據(jù)因次一致性的原則，上式等號兩側(cè)各物理量因次的指數(shù)必然相等，所以 對于因次 M j+k=1 對于因次 θ ck=2 對于因次 L a+b+c3jk+q=1 a=bkq c=2k j=1k 將 a,c,j值代入冪函數(shù)表達(dá)式，得 qkkkbqkbqkkkbqkbfuulddKdulKdp????????????????????212把指數(shù)相同的物理量合并在一起，即得： 2kbqfp l duKddu???????? ??? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ?????式中： ? ?2 ,fpdu Eu lor Euu?? ??為 雷 諾 準(zhǔn) 數(shù) ， 為 歐 拉 準(zhǔn) 數(shù) 通 常 以 表 示22,2fkbqflddlupdl dup K udd??????????????????? ? ? ??? ? ? ? ?????? ? ? ?????為 簡 單 的 無 因 次 比 值比 較? ?22122Rekbqkbqqkl u l duKud d dl duKddd? ? ????????????????? ? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ?????? ????實(shí) 驗(yàn) 證 明 ： b=1=2K即： λ是 Re與 ε/d的函數(shù)。 3．層流時的摩擦系數(shù) 影響層流摩擦系數(shù) λ的因素只是雷諾數(shù) Re，而與管壁的粗糙度無關(guān)。壓強(qiáng)差與注意????:ppp f:fp? 壓強(qiáng)降，指 1m3流體在流動系統(tǒng)中僅僅是由于流動阻力所消耗的能量。無論采用何種是一個量綱為雷諾數(shù)eTMLTLMLMTLLdueR1ReR 0003????????????????當(dāng) Re≤2023 時，流體流動一定屬于層流狀態(tài) 當(dāng) Re≥4000 時，流體流動一般處于湍流狀態(tài) 當(dāng) 2023﹤ Re﹤4000 時，有時出現(xiàn)層流，有時出現(xiàn)湍流，受環(huán)境條件影響，為過渡階段。 ?? ?解：取堿液池的液面為 11截面并兼作基準(zhǔn)面，以塔頂噴嘴上方入口處的管口為 22截面，在 11與 22截面之間列柏努力方程式。即： 靜壓能轉(zhuǎn)化為位能了。 11 ?? 22 ?? 1sw 2sw11 ??1sw 22 ??2s根據(jù)質(zhì)量守恒定律，從截面 進(jìn)入的流體質(zhì)量流量 應(yīng)等于從截面 質(zhì)量流量 即 流出的流體 反比即流速與管徑的平方成則有，對于截面為圓形的導(dǎo)管成反比即導(dǎo)管的流速與截面積常數(shù)常數(shù)，則對于不可壓縮性流體，常數(shù)即對管路上的任一截面，故因2122122211222111222111214uAuA,???????????????????????????????dduudAAuAuVAuAuwAuAuwuAwwwssssss????????注意點(diǎn)：管內(nèi)穩(wěn)態(tài)流動的連續(xù)性方程式，反映了在穩(wěn)態(tài)流動系統(tǒng)中，流量一定時，管路各截面上流速的變化規(guī)律。 流量與流速關(guān)系為 AVu s?式中 A—— 與流動方向相垂直的管道截面積， m2。如使點(diǎn) 1處于容器的液面上，設(shè)液面上方的壓強(qiáng)為 p 0 ， p1=p0，距液面 h處的點(diǎn) 2壓強(qiáng)為 p， p2= p， z1z2=h，則 ghpp ??? 0 討論： ，而與方向無關(guān) 帕斯卡定律 同除 （ 1） ? gzgzpp2112 ????? gzpgzp2211 ?????? ? 能單位質(zhì)量流體具有的位壓能單位質(zhì)量流體具有的靜___ _______ ____//232kgJkgmNkgkgsmmzgkgJkgmNmkgmNp????????????????上式表明： 靜止流體中，任一截面單位質(zhì)量流體具有的靜壓能和位能之和恒為常數(shù)或靜壓能和位能可以互相轉(zhuǎn)換，但總值不變 —— 能量守恒 （ 2） hzzg pp ???? 2112?上式表明： 壓強(qiáng)差可用流體的液柱高度來表示，但需注明是某種流體 ghpp ??? 0可見：靜止流體中，同一水平面各點(diǎn)壓強(qiáng)相等，稱此水平面為 —— 等壓面 等壓面的條件： 靜止、連續(xù)、同一流體、同一水平面 （缺一不可） 流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用 1）簡單測壓管 選取等壓面： AA/ gRPpppAA????0/ 表壓強(qiáng)）絕對壓強(qiáng)）((00/0gRppppgRppppppaAAa???????????2） U型測壓管 測壓強(qiáng) 指示液與被測液體不互溶，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且 ρ0187。 式中： p流體的壓強(qiáng)， Pa； P垂直作用于流體表面上的總壓力， N。 ②粘度的單位： ? ? sPamsmPadydu ???? /??（ SI制） ? ? 泊）(//22Pscmgcmsdyncmscmcmdyndydu??????? ??（物理單位制） SPaPcPSPamSNmSNcmsdyncPcPP?????????????100 01100 01100 01)1001(100 00001100110012222定義 ???? sm /2 ???2121iiiiimMyMy ??M式中 kmolkg / 氣體混合物中組分的摩爾分?jǐn)?shù) ； m?y? 與氣體混合物同溫下組分的粘度； 常壓 下混合氣體的粘度； 氣體混合物中組分的摩爾質(zhì)量， ③ 粘度數(shù)據(jù)的求取 單組份 ：一般是查手冊。 表面力 ??????法 向 力 與 表 面 法 線 一 致切 向 力 與 表 面 相 切1．牛頓粘性定律 粘性 ：當(dāng)流體運(yùn)動時，在其內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)叫粘性。 可壓縮性流體 如果流體的體積隨壓力及溫度變化，則稱為可壓縮性流體。 克 宏觀上熱量不再進(jìn)行傳遞，即達(dá)到了傳熱的平衡狀態(tài)。 （ 3）操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力 學(xué)習(xí)如何操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程。 化 化 工產(chǎn)品成千上萬，每種產(chǎn)品均有它自己特定的生產(chǎn)過程。 二、化工原理課程研究方法 （ 1）實(shí)驗(yàn)研究方法（經(jīng)驗(yàn)法） 該方法一般用量綱分析和相似論為指導(dǎo)，依靠實(shí)驗(yàn)來確定過程 變量之間的關(guān)系，通常用無量綱數(shù)群（或稱準(zhǔn)數(shù)群）構(gòu)成的關(guān)系來表達(dá)。 組分 A： 上三式相加，得： 1??? DCDBDA xxx hkmolD /500? ??DA 500240 ??DBx ??DCx因 故 由式（ a）得： 由式（ b）得： 由式（ c）得： hkmolDFWWDF/5005001000 ???????WBDBFB WxDxFx ??在全塔范圍內(nèi)列總物料衡算，得： 再在全塔范圍內(nèi)列組分 B及 C的衡算，得： WCDCFC WxDxFx ?? WCWBxx????????或： 由上二式分別解得： )(1?????????WCWBWDWCWBxxxxx（ 2）能量衡算 能量衡算 ?能量守恒定律 機(jī)械能、熱能、電能、磁能、化學(xué)能、原子能等統(tǒng)稱為能量。 導(dǎo)出單位 如速度、加速度的單位則根據(jù)其本身的物理意義，由相關(guān)的基本單位組合構(gòu)成，這種單位稱為導(dǎo)出單位。 第 1章 流體流動 概述 流體的物理性質(zhì) 流體靜力學(xué)基本方程式 流體流動的基本方程 流體流動現(xiàn)象 流體在管內(nèi)的流動阻力 管路計(jì)算 流量測量 概述 流體是一種物質(zhì)，主要指氣體和液體。 對于液體混合物，各組分的組成常用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。的垂直距離成正比，與兩層之間差摩擦力與流體層的速度，對于一定的液體，內(nèi)接觸面積成正比。 4. 流體分類 牛頓型流體 符合牛頓粘性定律的流體。 表壓＝絕對壓力一大氣壓力 ， 當(dāng)被測流體的絕對壓力小于大氣壓力時，其低于大氣壓的數(shù)值稱為真空度，即 真空度＝大氣壓力一絕對壓力 2/cmkgf本章中如不加說明時均可按標(biāo)準(zhǔn)大氣壓計(jì)算；此處的大氣壓力均應(yīng)指當(dāng)?shù)卮髿鈮?，壓力的?shù)值如不加特殊說明，均指絕對壓力。 1． 3 流體流動的基本方程 化工生產(chǎn)中流體大多是沿密閉的管道流動，因此研究管內(nèi)流體流動的規(guī)律是十分必要的。 解：將標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度 ρ0換算成操作狀況下的密度 ρ smdwAwumkgTppss /)2023 (4360 0/1604/T2233000?????????????????????則例 3. 某廠精餾塔進(jìn)料量為 50000kg/h,料液的性質(zhì)和水相近，密度960kg/m3 ,試選擇進(jìn)料管的管徑。 1kg流體的靜壓能 = 21221111 ?? pmVppmVp ?? 及， J/kg 其中：位能 +動能 +靜壓能 =總機(jī)械能 此外，管路上還安裝有換熱器和泵，則進(jìn)出系統(tǒng)的能量還有 熱 設(shè)換熱器向 1kg流體供應(yīng)的或從 1kg流體取出的熱量， Qe 其單位為 J/kg. 外功 1kg流體通過泵（或其它輸送設(shè)備）所獲得的能量， We 其單位為 J/kg. 輸入的總能量 =輸出的總能量： eeeeWQpuZgUpppuuugZgZZgUUUpugZUWQpugZU?????????????????????????????)(2)(,222,2221122212221212222222112111??????，令上式是穩(wěn)定流動系統(tǒng)的總能量衡算式。 （ 4）基準(zhǔn)水平面的