化工原理第一二章总结

1、第一章 总结 一、基本概念1、剪应力 ：单位面积上的内摩擦力，以表示。牛顿粘性定律2、粘度：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。单位：Pa.S液体：T， 气体：T， 3、密度 ：单位体积的流体所具有的质量，SI单位kg/m3理想气体在标况下的密度为：由理想气体方程求得操作条件（T, P）下的密度液体混合物密度计算式气体混合物密度计算式4、压强 P ：流体的单位表面积上所受的压力，SI单位N/m2表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强=-表压5、流量单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。体积流量qv；单位为：m3/s。质量流量qm；单位：kg/s。 6、流速单位时间内流

2、体在流动方向上流过的距离，称为流速u。单位为：m/s。7、雷诺数Re流体在圆形直管内流动时： 可能是滞流，也可能是湍流，与外界条件有关。过渡区流体的流动类型属于层流 ；流体的流动类型属于湍流； 8、当量直径deRH-水力半径9、流体在圆直管中的流动形态本质区别 分层流动 质点的脉动 10、管路特点a、串联管路的主要特点a 通过各管段的质量不变，对于不可压缩性流体 b）整个管路的阻力损失等于各管段直管阻力损失之和 b、分支管路ab）C、并联管路的特点：a）并联管路中各支管的能量损失相等。b）主管中的流量等于各支管流量之和。c）并联管路中各支管的流量关系为：二、基本原理1、流体的静力学方程 适用条

3、件:用于静止的连通着的同一种流体的内部，对于间断的并非单一流体的内部则不满足这一关系。2、连续性方程 若流体为不可压缩流体 3、伯努力方程 a 若以单位重量的流体为衡算基准mb 若以单位体积流体为衡算基准pac 若以单位质量流体为衡算基准J/kg适用条件：对于可压缩流体的流动，当所取系统两截面之间的绝对压强变化小于原来压强的20%，仍可使用柏努利方程。式中流体密度应以两截面之间流体的平均密度m代替 。4、范宁公式 5、量纲分析法凡是根据基本的物理规律导出的物理量方程式中各项的量纲必然相同，也就是说，物理量方程式左边的量纲应与右边的量纲相同。量纲一致原则 ：定理： i=n-m1、静力学方程的运用

4、与计算三、基本计算6、试差法等压面的选择2、伯努力方程的运用与计算1）截面的截取：流动方向垂直流体必须是连续的未知量应在两截面或两截面之间尽量选择大截面和与大气相通的截面2）基准水平面的选取必须与地面平行，通常取两个截面中的任意一个截面。水平管道，基准水平面取通过管道中心线，Z=0。3）单位必须一致有关的物理量换算成一致的单位。压强表示方法一致。5）大口截面的流速为零6）上下游截面要分清。3、阻力的计算管进口c=0.5湍流：查摩擦系数图光滑管Re=31031105 四、基本设备1、压强、压差的测量1）U型管压差计2）倾斜U型管压差计3 微差压差计2、液封及液位测量3、流量、流速的测量流量计测速

5、管孔板流量计文丘里流量计转子流量计目的量点速度平均速度平均速度平均速度特征变压头变压头变压头变流通截面公式作业中存在问题：1、管径的求法2、表压表示压强必须注明3、伯努力方程用于气体时必须先验证是否符合要求，所用密度应为气体在平均压强下的密度。6、阻力系数法和当量长度法的区别,不可写成7、进出口阻力损失不要忘记4、流动系统不能直接用静力学方程来计算5、单位注意。1、如图容器内贮有密度为1250kg/m3的液体，液面高度为3.2m。容器上部空间压力为29.4kPa。试求：（1）压差计读数（指示液密度为1400kg/m3）；（2）A、B两点的压强。3、用离心泵从河边的吸水站将河水送至水塔。水塔进水

6、口到河水水面的垂直高度为34.5m。管路为114 4mm的钢管，管长1800mm，包括全部管路长度及管件的当量长度。若泵的流量为30m3/h，试求水从泵获得的外加机械能为多少？钢管的相对粗糙度为0.002。2、如图所示常温下水槽，下面的出水管直径为57 3.5mm。当出水阀全关时压力表读数为30.4kPa。阀门打开时，压力表读数为20.3kPa。设压力表前管路中的压头损失为0.5m水柱，求水的流量为多少m3/h?第2章 流体输送设备基本概念与公式1流体输送设备：输送流体泵（离心泵；往复泵；旋转泵；计量泵；旋涡泵） 输送气体风机：通风机；鼓风机；压缩机）2向流体作功以提高其机械能的装置：升高压力

7、（静压能）；升高位置（势能）（位）；克服沿途阻力。34离心泵的工作原理5离心泵的主要部件 1）心脏部件叶轮：开式；半开式；闭式。平衡孔叶轮后盖板上钻有小孔，以把后盖板前后的空间连通起来。2）泵壳蜗壳（能量转换装置）3）密封图6理论压头：理论压头在理想情况下离心泵可能达到的最大压头。H理=f(Qf（泵结构、尺寸、转递、Q）7叶片进口与出口之间应用柏努利方程8流量，理论流量 9HT与2之间的关系102的选择1112实际压头H和实际流量Q压头损失：叶片间的环流损；阻力损失；冲击损失。 13离心泵的性能参数转速 n流量 Q压头（扬程）H n一定，Q可调，H、N、=f（Q）轴功率 N 铭牌上的数值是最高

8、效率下的性能效率 气蚀余量14 压头H和流量Q：实验测定15效率能量损失：容积损失；机械损失；水力损失。 =5070% 小型泵，=90% 大型泵15 轴功率N轴功率N：泵轴所需功率有效功率Ne：液体从叶轮获得的能量，效率：NNe 传动效率：传= N/ N电 配套电机功率 N电=N/传 16离心泵的特性曲线：HQ曲线 ；NG曲线；Q曲线。离心泵工作点在最高效率点附近工作。17离心泵性能及其影响特性曲线：一定转速、常压、常温、清水介质（密度、粘度）1）密度的影响 Q与无关 HQ不变 H与无关 Q不变 N与成正比 N-Q变化2）粘度的影响 运动粘度20（历沲），210-5 m2/s 用简图修正Q=C

9、QQH=CHH=C 查图2-14 求CQ、CH、C3）转速的影响比例定律1、2、3次方 Q/Q = n/n H/H =（n/n）2 N/N =（n/n）3 4）叶轮直径影响 Q/Q = (D2/ D23同系列泵：几何形状相似3、2、5次方 H/H = (D2/ D22N/N = (D2/ D5切割定律：叶轮外周切割使D2变小，1、2、3、次方D2 减小，b2增大 , Q/Q = D2/ D2D2 b2 = D2b2 H/H = (D/ D22N/N = (D2/ D318气蚀现象吸入液体，泵入口处形成低压，提高泵的安装高度，导致泵内压力降低，入口处压力降至低于或等于液体汽和整汽压，液体气化，低

10、压区 高压区 气泡凝结或破裂，产生频率很高瞬时压力很大的冲击 气蚀现象。（二）离心泵的允许吸上高度00与11列柏努利方程式1、 离心泵的允许吸上真空度HS值越大，泵抗气蚀性能好；Hg越大，HS=f（泵结构、流量、液体性质、大气压强），HS实验测定（大气压为10mH2O(9.81104Pa，20，清小）HSQ曲线，Qr，HS ，最大流量时的HS计算安装高度其它液体， 2、气蚀余量定义：（NPSH）r必须气蚀余量。3、实际安装高度实际安装高度=Hg(0.51m实际安装高度较小 减少压头损失，吸入管径 ，减少管件或阀门安装在贮罐液面下1管路特性与离心泵的工作点1）管路特性方程式和特性曲线1、 离心泵

11、的工作点 作离心泵特性曲线与作管路特性曲线的交点工作点M。泵安装在管路中的实际压头、流量（He、Qe）2、 流量调节：关小阀门；改变转速n3、 离心泵的串联和并联七、离心泵的类型1）水泵（B型、D型、Sh型） 2）耐磨性泵（F型）3）油泵（Y型）4）杂质泵（P型）PW污水 PS砂泵 PN泥尘泵22选择1）确定Qe，He：He由柏努利方程计算。2）选泵型号：（Qe，He）落在最佳效率区间；并列出性能参数。3）核算泵的轴功率。23其它类型泵：往复泵；计算泵；旋转泵；旋涡泵。24气体输送和压缩设备：输送气体；产生高压气体；产生真空。终压：压送机械出的气体的压强。压缩比：出口与进口气体绝对压强的比值。

12、通风机：终压14.7103Pa（表压）分类 鼓风机：终压：14.7103294103Pa（表压），压缩比小于4（终压 压缩机：终压294103Pa（表压），压缩比4压缩比） 真空泵：用于减压，终压为大气压，由压缩比由真空度决定结构与工作原理：离心式、往复式、旋转式、流体作用式。25离心通风机分类：低压离心通风机：出口风压0.9807103Pa（表压）中压离心通风机：出口风压2.98071032.942103Pa（表压）高压离心通风机：出口风压2.94210314.7103Pa（表压）26性能系数和特性曲线1、 风量 Q m3/h 风机进口处的气体状态计2、 风压 HTJ/m3 Pa或mmH2O单位体积的气体流过风机