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1、.化工原理上各章主要学问点绪论三个传递：动量传递、热量传递和质量传递第一章 流淌流体三大守恒定律：质量守恒定律物料衡算；能量守恒定律能量衡算；动量守恒定律动量衡算第一节 流体静止的根本方程一、密度r = m = pM1. 气体密度：VRT11= a+2 +L+ anrara2. 液体均相混合物密度： rrrm12r mLn混合液体的密度，各组分质量分数，各组分密度n3. 气体混合物密度： rm= j r11+j r22+j rnn r混合气体的密度， j 各组分体积分数m4. 压力或温度转变时，密度随之转变很小的流体成为不行压缩流体液体；假设有显着的转变则称为可压缩流体气体。二、.压力表示方法
2、1、常见压力单位及其换算关系：2、压力的两种基准表示：绝压以确定真空为基准、表压真空度以当地大气压为基准，由压力表或真空表测出表压 = 绝压当地大气压真空度 = 当地大气压绝压三、流体静力学方程1、静止流体内部任一点的压力，称为该点的经压力，其特点为：（1） 从各方向作用于某点上的静压力相等；（2） 静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面；（3） 在重力场中，同一水平面面上各点的静压力相等，高度不同的水平面的经压力岁位置的凹凸而变化。2、流体静力学方程适用于重力场中静止的、连续的不行压缩流体p= zr gp容器内盛液体，上部与大气相通， 或位头p / r g静压头，“头”液位高度，z p位压
3、头上式说明：静止流体内部某一水平面上的压力与其位置及流体密度有关，所在位置与低则压力愈大。四、流体静力学方程的应用1、U 形管压差计指示液要与被测流体不互溶，且其密度比被测流体的大。测量液体：p - p12= (r0- r)gR + rg (z2- z )1测量气体：p - p12= r gR02、双液体 U 形管压差计p - p12= (r2- r )gR1其次节 流体流淌的根本方程一、根本概念1、体积流量流量Vs：流体单位时间内流过管路任意流量截面管路横截面的体积。单位为 m3 s-12、质量流量 mVs：单位时间内流过任意流通截面积的质量。单位为 kg s-1u =s质量流速G = ms
4、G = r u流速AA3、黏性：流体所具有的一种拽流体相对运动的性质。（1） 气体的黏性力或内摩擦力产生的缘由是速度不等的流体层之间动量传递的结果。（2） 液体黏性力主要由分之间的吸引力所产生。4、牛顿黏性定律：两相邻流体层之间单位面积上的内摩擦力t 内摩擦应力或剪应力与两流体层间的速度梯度 du / dy 成正比，即t = m dudyt ,u方向一样时取正号，否则取负号听从今定律的流体称为牛顿型流体。4、黏度m 的单位为 Pas常见流体用 mPas（1） 流体的黏度随温度而变，温度上升，气体的黏度增大，液体的黏度减小。缘由：温度上升时，气体分子运动的平均速度增大，两相邻气体层间分子交换的速
5、度加快，因而内摩擦力和黏度随之减小。对于液体，温度上升时，液体体积膨胀，分之间距离.增大，吸引力快速减小，因而黏度随之下降。（2） 流体的黏度一般不随压力而变化。二、质量衡算连续性方程设流体在管路中做连续稳定流淌，从截面 1-1 流入，从截面 2-2 流出，则对于不行压缩流体， r1=r = 常数，则 u A211= u A22对于圆管， A = p d 2 / 4 ，d 为直径，则 u d 2 = u d 2假设管路有分支，则 ms三、机械能衡算方程1 122= m+ ms1s 21、抱负流体是指没有黏性的流体，即黏度m = 0 的流体。2、内能U，位能gz，动能 u 2 / 2 ，压力能
6、p / r ，热量 q ，吸热e为正，放热为负，外功 we，外界供给应流体外功是为正，流体向外界做功时为负u2pu2p3、可压缩抱负流体机械能衡算关系： gz +1 +1 + w= gz+2 +2 w 外功e12re122r2u 2pu 2p4、 1kg 不行压缩抱负流体稳定流淌时的机械能衡算式：伯努利方程 gz +1 +1 = gz+2 +2u 2p12ru 2p22r5、不行压缩实际流体的机械能衡算式： gz +1 +1 + w= gz2 +2 + w w阻力损失第三节 流体流淌现象一、雷诺数 Re12re22rff1、雷诺数的量纲为 1，故其值不会因承受的单位制不同而转变，但数群中的各个
7、物理量必需承受同一单位制。2、流体在圆形直管中流淌，Re2023 时属于层流；Re4000 时为湍流；Re 在 20234000 之间时流淌处于一种过渡状态。二、管内流淌分析1、层流时的速度分布体积流量V= pR2 us2umax故平均速度 u =max2即层流时平均速度等于管中心处最大速度的一半。2、层流时的阻力损失 哈根伯谡叶公式：3、湍流时的速度分布rDp= 32m lufd 2u =umax(1-)1/ nn 与 Re 大小有关，Re 愈大，n 值也愈大。R平均速度2n2=u(n +1)(2n +1) u当 n=7 时，u=0.817umaxmax 第四节 管内流淌的阻力损失一、沿程损
8、失的计算通式及其用于层流范宁公式：l u 2单位质量流体的沿程损失： wf= l(J kg -1 )d2l ru 2单位体积流体的沿程损失： Dpf= rwf= l(J m-3或Pa)d2单位重量流体的沿程损失： h= wflu 2=l(JN -1或m)fl 称为摩擦系数或摩擦因数 l =二、量纲分析法 p 定理 三、湍流时的摩擦系数gd 2g64lRe层流时与 Re 成反比 .le68= 0.100(+)0.23适用范围为 Re4000 及ed 0.005dRe四、非圆形管内的沿程损失4 流通截面积d= 4 水力半径=e润湿周边润湿周边指流体与管壁面接触的周边长度层流时的阻力损失五、局部阻力
9、损失l = CReC 为常数，量纲为 1，对于正方形、正三角形或环形，C 分别为 57、53、961、阻力系数法： wf= z u 22z 局部阻力系数，（1） 突然扩大：当流体流过突然扩大的管道时，流速减小，压力相应增大。此时z0= 1，称为管道出口阻力系数。（2） 突然缩小：当流体由大管流入小管时，流股突然减小，到缩脉时，流股截面缩到最小，之后开头渐渐扩大，直至重布满整个管截面。当流体沉着器流进管道时， zi2、当量计算法当量长度le = 0.5 ，称为管入口阻力系数。局部阻力损失： w= l le u2fd2六、管内流淌总阻力损失的计算在管路系统中，总阻力等于沿程损失与局部损失之和，对于
10、等径管，有 假设管路系统中存在不同管径段，管路总阻力损失应将等径段的阻力损失相加。第五节 管路计算一、简洁管路1、简洁管路是没有分支或集合的管路，其特点为：1通过各管段的质量流量不变，对于不行压缩流体的体积流量也不变指稳定流淌；2整个管路的阻力损失为各段阻力损失之和。2、设计型问题1计算泵的有效功率 例 1-112计算管径 例 1-12 3、操作型问题1操作性问题分析 例 1-13管内流量变化： 将阀门开度减小后，管内流量应减小。简洁管路中阻力系数的变大，如阀门关小等，将导致管内流量减小，阀门上游压力上升，下游压力减小。此规律具有普遍性。2计算流量 例 1-14 二、简单管路1、简单管路只指有
11、分支的管路，包括并联管路、分支或汇支管路。2、并联管路特点：总流量等于个并联支管流量之和；并联各支管的阻力损失相等。3、并联支管中，细而长的支管通过的流量小，粗而短的支管通过的流量大。4、分支或集合管路的特点：总流量等于各支管流量之和；可在分支点或集合点处将其分为假设干个简洁管路，对于每一段简洁管路，仍旧满足机械能衡算方程。第六节 流量测量一、变压头的流量计恒截面，变压头2gR(r - r)r01、测速管皮托管被测流体为液体： v = r 0 指示液密度，RU 形管压差计读数2gRrr0被测流体为液体： v =皮托管优点：阻力小，适于测量大直径气体管路内的流速。缺点：不能直接测出平均速度，且压
12、差读数小，常要放大才能读得准确。2gR(r - r)r02、孔板u= C00 C 0 孔板系数.体积流量 Vs= u A00= C A2gR(r - r)r000A 孔板系数 C= f Re ,0 01A1孔板安装位置：上下游要各有一段等径直管作为稳定段，上游至少10d1，下游至少5d 。1孔板优点：构造简洁，制造与安装都比较便利；缺点：阻力损失大。3、文丘里管优点：阻力损失小，一样压差读数下流量比孔板大，对测量含有固体颗粒的液体也较孔板适用；缺点：加工较难，精度要求高，因而造价高，安装时需占去肯定管长位置。二、变截面流量计恒压头，变截面 转子流量计简称为转子计其次章 流体输送机械第一节 离心泵一、离心泵的操作原理与构造1、操作原理 主要靠高速旋转的叶轮所产生的离心力（1） 开动前泵内要先灌满所输送的液体。离心泵开动是假设泵壳内和吸入管路内没有布满液体，它便没有抽吸液体的力量，这是由于空气的密度比液体小得多，随着叶轮旋转所产生的离心力缺乏以造成吸上液体所需的真空度。像这种因泵壳内存在气体而导致吸不上液的现象，称为“气缚”。（2） 离心泵最根本的部件为叶轮与泵壳。二、离心泵的理论压
