化工原理(第四期)

秦瑞香、许静、蒋松山、江文、屈龙、余波

目录

  • 1 课程简介
    • 1.1 课程简介
  • 2 绪论
    • 2.1 绪论
  • 3 流体流动
    • 3.1 流体的物理性质
    • 3.2 流体静力学
    • 3.3 流体流动的基本方程
    • 3.4 流体流动现象
    • 3.5 流体在管内的流动阻力
    • 3.6 管路计算
    • 3.7 流量测量
    • 3.8 思政园地
    • 3.9 思维导图
    • 3.10 章节测验及练习题
  • 4 流体输送机械
    • 4.1 离心泵
      • 4.1.1 离心泵的工作原理和主要部件
      • 4.1.2 离心泵的主要性能参数与特性曲线
      • 4.1.3 离心泵的气蚀现象与允许安装高度
      • 4.1.4 离心泵的工作点与流量调节
    • 4.2 其它类型液体输送机械
    • 4.3 气体输送和压缩机械
    • 4.4 思政园地
    • 4.5 章节测验及练习题
    • 4.6 思维导图
  • 5 非均相物系分离
    • 5.1 概述
    • 5.2 沉降分离
    • 5.3 过滤
    • 5.4 离心机
    • 5.5 固体流态化
    • 5.6 思政园地
    • 5.7 章节测验及练习题
    • 5.8 思维导图
  • 6 传热
    • 6.1 概述
    • 6.2 热传导
    • 6.3 对流传热概述
    • 6.4 传热过程计算
    • 6.5 对流传热系数关联式
    • 6.6 辐射传热
    • 6.7 换热器
    • 6.8 思政园地
    • 6.9 思维导图
    • 6.10 章节测验及练习题
  • 7 蒸发
    • 7.1 蒸发设备
    • 7.2 单效蒸发
    • 7.3 多效蒸发
    • 7.4 思政园地
    • 7.5 思维导图
    • 7.6 章节测验及练习题
  • 8 蒸馏
    • 8.1 概述
    • 8.2 两组分溶液的气液平衡
    • 8.3 平衡蒸馏和简单蒸馏
    • 8.4 精馏原理和流程
    • 8.5 两组分连续精馏的计算
      • 8.5.1 物料衡算和操作线方程
      • 8.5.2 理论板层数的求法
      • 8.5.3 回流比的影响及其选择
      • 8.5.4 塔高和塔径的计算及精馏过程的节能措施
    • 8.6 间歇精馏
    • 8.7 恒沸精馏和萃取精馏
    • 8.8 思政园地
    • 8.9 思维导图
    • 8.10 章节测验及练习题
  • 9 吸收
    • 9.1 气体吸收的相平衡关系
    • 9.2 传质机理与吸收速率
    • 9.3 吸收塔的计算
    • 9.4 吸收系数
    • 9.5 其他条件下的吸收和脱吸
    • 9.6 思政园地
    • 9.7 思维导图
    • 9.8 章节测验及练习题
  • 10 蒸馏和吸收塔设备
    • 10.1 概述
    • 10.2 板式塔
    • 10.3 填料塔
    • 10.4 思政园地
    • 10.5 思维导图
    • 10.6 章节测验及练习题
  • 11 液-液萃取
    • 11.1 概述
    • 11.2 三元体系的液-液平衡
    • 11.3 萃取过程的流程和计算
    • 11.4 思政园地
    • 11.5 思维导图
    • 11.6 章节测验及练习题
  • 12 干燥
    • 12.1 湿空气的性质及湿焓图
    • 12.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算
    • 12.3 固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系
    • 12.4 干燥设备
    • 12.5 思政园地
    • 12.6 章节测验及练习题
  • 13 结晶和膜分离
    • 13.1 结晶
    • 13.2 膜分离
    • 13.3 思政园地
    • 13.4 思维导图
    • 13.5 章节测验及练习题
流体流动的基本方程
  • 1 3.3流体流动的基本...
  • 2 视频
  • 3 教案PPT
  • 4 习题检测

1.1 流量

单位时间内流过管道任一流通截面的流体量,称为流量。

流量的表示方法:

体积流量,以Vs表示,单位为m3/s

质量流量,以ws表示,单位为kg/s

体积流量与质量流量的关系为

1.2 流速

1)平均流速

平均速度指体积流量与流通截面面积之比,以u表示,其单位为m/s2)质量通量

由于气体的体积流量随温度和压力变化,因此,采用质量流速较为方便。质量流速定义为单位时间内流体流过管道单位截面面积的质量,亦称为质量通量,以G表示,单位为kg/(m2·s)。

3)流速的选择

流速选择过高,管径虽可以减小,但流体流经管道的阻力增大,动力消耗大,操作费用随之增加;流速选择过低,操作费用减小,但管径增大,管路的投资费用随之增加。

适宜的流速需根据经济权衡决定。

1.3 稳态流动与非稳态流动

1)稳态流动

在流动系统中,若各截面上流体的流速、压强、密度、温度等有关物理量仅随位置而变化,不随时间而变,这种流动称为稳态流动。

2)非稳态流动

若流体在各截面上的有关物理量既随位置而变,又随时间而变,则称为非稳态流动。

2、连续性方程的推导

3、伯努利方程的推导

3.1 稳态流动系统的能量衡算

3.2 伯努利方程式

1)伯努利方程的一般形式

2)伯努利方程的特殊形式

4、伯努利方程的讨论

4.1 伯努利方程

该方程表示理想流体在管道内作稳态流动而又没有外功加入时,在任一截面上单位质量流体所具有的位能、动能、静压能之和为一常数,称为总机械能,以E表示,单位为J/kg。换言之,各种机械能之间可以相互转化,但其总量不变。

4.2 有效功率

输送机械在单位时间内所作的有效功称为有效功率。4.3 可压缩流体

对于可压缩流体的流动,若所取系统两截面间的绝对压强变化小于原来绝对压强的20%,可以用伯努利方程计算。

4.4 静止的流体

4.5 伯努利方程的其他形式

以单位重量流体为衡算基准,将伯努利方程式的各项均除以重力加速度g

以单位体积流体为衡算基准,将各项乘以流体密度ρ表示单位体积流体所具有的能量,

5、应用伯努利方程式的解题要点

①作图与确定衡算范围;

②截面的选取;

③基准水平面的选取;

④两截面上的压强;

⑤单位必须一致。