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1、第一章第一章流体流动流体流动 一、压强 1、单位之间的换算关系： 2 2 1101.3310330/10.33760atmkPakgfmmH OmmHg 2、压力的表示 （1）绝压：以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强（简称绝压） ，是流 体的真实压强。 （2）表压：从压力表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压高出的值。 表压=绝压-大气压 （3）真空度：从真空表上测得的压力，反映表内压力比表外大气压低多少 真空度=大气压-绝压 3、流体静力学方程式 0 ppgh 二、牛顿粘性定律 Fdu Ady 为剪应力； du dy 为速度梯度；为流体的粘度； 粘度是流体的运动属性， 单位为 Pa
2、 s； 物理单位制单位为 g/(cms)， 称为 P （泊） ， 其百分之一为厘泊 cp 111Pa sPcP 液体的粘度随温度升高而减小，气体粘度随温度升高而增大。 三、连续性方程 若无质量积累，通过截面 1 的质量流量与通过截面 2 的质量流量相等。 1 11222 u Au A 对不可压缩流体 1122 u Au A即体积流量为常数。 四、柏努利方程式 单位质量流体的柏努利方程式： 2 2 up g zWehf 2 2 up gzE 称为流体的机械能 单位重量流体的能量衡算方程： HfHe g p g u z 2 2 z：位压头（位头） ； 2 2 u g ：动压头（速度头） ； p g
3、 ：静压头（压力头） 有效功率：NeWeWs 轴功率： Ne N 五、流动类型 雷诺数：Re du Re是一无因次的纯数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。 （1）层流： Re2000：层流（滞流） ，流体质点间不发生互混，流体成层的向前流动。 圆管内层流时的速度分布方程： 2 max 2 (1) r r uu R 层流时速度分布侧型为抛物线型 （2）湍流 Re4000：湍流（紊流） ，流体质点间发生互混，特点为存在横向脉动。 即，由几个物理量组成的这种数称为准数。 六、流动阻力 1、直管阻力范宁公式 2 2 f l u h d ff f ph H gg （1）层流时的磨擦系数： 64
4、 Re ，层流时阻力损失与速度的一次方成正比，层 流区又称为阻力一次方区。 （2）湍流时的摩擦系数 (Re,)f d （莫狄图虚线以下）:给定Re，随 d 增大而增大；给定 d ， 随Re增大而减小。 （ 2 f pu,虽然u增大时,Re增大,减小，但总的 f p是 增大的） ( )f d （莫狄图虚线以上） ，仅与 d 有关， 2 f pu,这一区域称为阻力 平方区或完全湍流区。 2、局部阻力 （1）阻力系数法 2 2 f u h为局部阻力系数，无因次。 出口损失1.0 出口 ；进口损失0.5 进口 2、当量长度法 2 2 f le u h d 注意： （1）管路出口动能和出口损失只能取一项
5、。 （2）不管突然扩大还是缩小，u 均取细管中的流速； 七、复杂管路 1、分支管路 (1)连续性方程：总管的质量流量等于各分支管路上的质量流量之和 12 WsWsWs，对不可压缩流体 12 VsVsVs (2)无轴功时的柏努利方程： 1122ff EEhEh 2、并联管路 123AB VsVsVsVsVs 123fff hhh 八、流量测量 1、变压头的流量计（恒截面） ： （1）测速管（皮托管） ； （2）孔板流量计； （3）文 立里流量计 2、变截面（恒压差）流量计转子流量计 第二章流体输送机械 一、离心泵的主要部件 叶轮： 泵壳（蜗壳） ： （1）集液作用， （2）转能作用 二、气缚现象
6、与气蚀现象 气缚现象：因泵内存在气体而导致吸不上液体的现象称为“气缚现象” 气蚀现象：离心泵工作时，泵入口处形成真空，当真空达到一定时液体部份 汽化；溶于水中的氧逸出，含汽泡的液体进入高压区后，汽泡急剧凝结破裂， 产生高频、高冲击力的水击现象，造成对叶轮和泵壳的冲击，使材料疲劳而受到 破坏，这种现象称为气蚀现象。 三、离心泵的特性曲线 HQ：Q 增大，H 减小。 NQ：Q 增大，N 增大；流量为 0 时 N 最小所以泵要在流量为 0 时启动。 NeHQ g Q：Q 增大，先增大（流量为 0 时为 0） ，达到最大值后减小。 四、离心泵的允许安装高度 1、离心泵的允许吸上真空度法 允许吸上真空度
7、Hs： 指为避免发生气蚀现象， 离心泵入口处可允许达到的真 空度： 01 pp Hs g Hs是在 1at 下以 20的清水为介质进行的，若输送液体或操作条件与此不 符，则应校正。 泵的允许安装高度： 2 1 01 2 f u HgHsH g 由于Hs随流量 Q 的增大而减小，所以计算安装高度时应以最大流量下的 Hs 计算。 2、气蚀余量法 允许气蚀余量： 指泵入口处的静压头与动压头之和必须大于液体在操作温度下 的饱和蒸汽压的某一最小允许值，以防气蚀现象的发生。 2 11 2 v ppu NPSH ggg 泵的允许安装高度 0 01 v f pp HgNPSHH g NPSH随流量的增大而增大
8、，在确定安装高度时应取最大流量下的NPSH。 五、离心泵的工作点和流量调节 泵的特性曲线与管路特性曲线的交点，即为离心泵的工作点。 1、管路特性曲线调节流量 关小出口阀门，阻力变大，管路特性曲线变陡，工作点由 MM1，Q 减小， H 增大。开大出口阀门，阻力变小，管路特性曲线变平坦，工作点由 MM2，Q 增大，H 减小。 2、泵的特性曲线调节流量 （1）改变转速：若离心泵的转速变化不大（20%） ，则有比例定律： Qn Qn ; 2 () Hn Hn ; 3 () Nn Nn 转速提高，泵的特性曲线上移，工作点由 MM1，Q 增大，H 增大。 转速降低，泵的特性曲线下移，工作点由 MM2，Q
9、减小，H 减小。 （2）切削叶轮：切割定律 若某一离心泵的叶轮经切割变小（10%） ，则有切割定律： 切割后泵的特性曲线下移，工作点由 MM2，Q 减小 H 减小。 QD QD ; 2 () HD HD ; 3 () ND ND （3）离心泵的串、并联 泵的并联 两台离心泵并联且各自的吸入管路相同，在一定的压头下的总流量等于两单 台泵流量相加，管路特性曲线越平坦，泵的并联工作愈有利。 12 HHH 12 QQQ 1 Q和 1 H满足泵 1 的特性曲线方程， 2 Q和 2 H满足泵 2 的特性曲线方程。 泵的串联 两台离心泵串联，一定流量下的总压头等于两单台泵压头相加，总压头总是 小于两台泵压头
10、的两倍。管路特性曲线越平坦，泵的串联工作愈有利。 12 HHH 12 QQQ 1 Q和 1 H满足泵 1 的特性曲线方程， 2 Q和 2 H满足泵 2 的特性曲线方程。 六、往复泵 1、往复泵的特征 （1）具有正位移特性。(压头与流量之间无联系) （1）有自吸作用； （2）流量具有不均匀性； 单动泵QAsn；双动泵(2)QAa sn A 为活塞的表面积，a 为活塞杆的截面积，n 往复频率，s 为活塞的冲程。 2、往复泵的流量调节 （1）往复泵的工作点：管路特性曲线与泵的特性曲线的交点。 （2）往复泵的流量调节 旁路调节：在入口和出口之间安装一旁路使一部分出口流体回到入口。 改变活塞往复频率和冲
11、程。 第三章非均相物系的分离和固体流态化 一、形状系数（球形度） ： 与非球形颗粒体积相等的球的表面积 非球形颗粒的表面积 对球形颗粒1；非球形颗粒，Y*，Y-Y*就是吸收操作中的推动力；若操 作线位于平衡线的下方，则进行脱吸操作。 五、吸收剂用量的确定 正常情况下最小液气比： 12 min * 12 () YYL VXX (L/V)min称为最小液气比，X1*表示与 Y1成平衡的吸收液浓度，若平衡关系满足亨 利定律 X1*=Y1/m 六、填料层高度 OGOG zHN 传质单元高度： OG Y V H K a 传质单元数： * 12 * 22 1 ln(1) 1 OG YY Nss sYY 1
12、2 OG m YY N Y ( 12 1 2 ln m YY Y Y Y * 111 YYY, * 222 YYY) mV s L 称为脱吸因数，为平衡线的斜率 m 与操作线的斜率 L/V 的比值。S 小于 1 有利于提高溶质的吸收率，出塔气体与进塔液体趋近平衡，需采用较大的液体量 使操作线斜率大于平衡线斜率（即 S 小于 1） ；若要获得最浓的吸收液，必使出塔 液体与进塔气体趋近平衡， 要求采用小的液体量使操作线斜率小于平衡线斜率 （即 S 大于 1） 。 第七章第七章 干干燥燥 一、湿空气的性质 1、湿度 H（湿含量） 0.622 v v p H pp /kgkg水汽绝干气 绝干空气，H=
13、0 去湿能力最大；饱和空气去湿能力为 0 2、相对湿度 100% v s p p 绝干空气=0，去湿能力最大；饱和空气=1，无去湿能力。 3、比容（湿容积H） 以 1kg 绝干空气为基准的湿空气的体积称为湿空气的比容，又称湿容积H， 单位为：m 3湿空气/kg 绝干气 273101330 (0.772 1.244) 273 H t H p 4、比热容 cH 常压下，将湿空气中 1kg 绝干空气及相应的 Hkg 水气的温度升高或降低 1 所需要或放出的热量称为比热容 cH表示,单位 kJ/kg 绝干气。 1.01 1.88 H CH 5、焓 I 以 1kg 绝干空气为基准的绝干空气的焓与相应 H
14、kg 水气的焓之和为湿空气的 焓 I，单位，kJ/kg 绝干气 (1.01 1.88)2490IH tH 6、干球温度 t、与湿球温度 tw、绝热饱和冷却温度 tas、露点 td 二、湿物料的性质 1、湿基含水量 2、干基含水量 X： 1 X 三、干燥过程中的物料衡算 1、水分蒸发量 W 2112 ()()WL HHG XX 2、空气消耗量 L 12 2121 ()G XXW L HHHH 湿空气的消耗量 Lw 1 (1) w LLH 3、干燥产品的流量 G2 1122 (1)(1)GGG 四、干燥系统的热量衡算 温度为 t。 ，湿度为 H。,焓为 I。的新鲜空气，经预热器后状况为 t1、H1
15、(=H。)、 I1；在干燥器中与湿物料进行逆流干燥，离开干燥器时湿度增加而温度下降，状 况变为 t2、H2、I2，绝干空气流量为 L(kg/s)。物料进、出干燥器时的干基含水量 分别为 X1、X2；温度为1、2；焓为 I1、I2；绝干物料的流量为 G(kg/s)。 sw IcXc 预热器消耗的热量为 Qp(kW)；向干燥器补充的热量 QD；干燥器向周围损失的 热量为 QL 1、预热器消耗的热量 10 () p QL II 2、向干燥器补充的热量 2121 ()() DL QL IIG IIQ 3、干燥系统消耗的总热量 2021 ()() pLL QQQL IIG IIQ 4、干燥系统的热效率 2 (2490 1.88 )Wt Q 五、干燥时间的计算 1、恒速阶段干燥时间： 1 1 () C C XXG SU UC：临界干燥速率 kg/m 2s；X 1：物料的初始含水量 kg/kg 绝干料；XC：物料的临 界含水量；G/S：单位干燥面
