计算流体中的体积和质量

模块一

流体输送技术02任务二计算管路中流体的参数

02任务二计算管路中流体的参数

流体自身以及混合物的性质包括密度、压强，流体在输送的过程中的参数包括流速、体积流量、质量流量等，了解与认识这些参数，对今后的学习与工作具有重要的意义与作用。302任务二计算管路中流体的参数4子任务1

计算流体的体积和质量能力目标学习要求与目标1.具有计算纯物质密度的能力。2.具有计算混合物密度的能力。3.具有计算储罐体积与质量的能力。知识目标1.掌握纯物质密度的计算方法；2.掌握混合物密度的计算方法；3.掌握储罐体积的计算方法。素质目标1.培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；2.培养安全、环保、健康生产意识；3.培养严谨的工作态度及质量意识，具备工程管理能力；4.培养分析问题和解决问题的能力；5.创新能力培养等。02任务二计算管路中流体的参数子任务一

计算流体的体积和质量

在生产工艺设计过程中，通常计算储罐、反应器的体积以及进料计量的体积及质量。要计算体积，必须根据流体的基本性质密度或混合流体密度，来计算体积或质量，从而确定储罐或反应器的体积。402任务二计算管路中流体的参数

一储罐体积的计算

计算体积必须要知道密度(Density)，单位体积流体的质量，称为流体的密度。

ρ——流体的密度，kg/m3；

m——流体的质量，kg；

V——流体的体积，m3。对一定的流体，其密度是压力和温度的函数，即：

02任务二计算管路中流体的参数

液体密度:气体密度:

理想气体:

密度的定义:

02任务二计算管路中流体的参数

（1）纯物质液体流体通常液体可视为不可压缩流体，认为其密度仅随温度变化（极高压力除外），其变化关系可由手册中查得，一般常用液体的密度。查得的密度，根据公式，就可以计算出一定质量纯物质液体流体。02任务二计算管路中流体的参数（2）纯物质气体流体

对于气体，当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算：

p——气体的绝对压力，Pa；

M——气体的摩尔质量，kg/mol；

T——绝对温度，K；

R——气体常数，其值为8.314J/（mol·K）。一般在手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度下的，若条件不同，则密度需进行换算。02任务二计算管路中流体的参数（3）液体流体混合物

化工生产中遇到的流体，大多为几种组分构成的混合物，而通常手册中查得的是纯组分的密度，混合物的平均密度ρm可以通过纯组分的密度进行计算。

对于液体混合物，其组成通常用质量分率表示。假设各组分在混合前后体积不变，则有：

式中——液体混合物中各组分的质量分率；

——各纯组分的密度，kg/m3。02任务二计算管路中流体的参数（4）气体流体混合物

对于气体混合物，其组成通常用体积分率表示。各组分在混合前后质量不变，则有：

——气体混合物中各组分的体积分率

02任务二计算管路中流体的参数气体混合物的平均密度

也可利用下式计算，即：

——各纯组分的摩尔质量，kg/mol；

——气体混合物中各组分的摩尔分率。02任务二计算管路中流体的参数（5）密度其他表述形式

比容(Specificvolume)单位质量流体具有的体积，是密度的倒数，单位为m3/kg。

02任务二计算管路中流体的参数计算一个体积为60立方米的槽罐，在室温的条件下（293K），能装多少质量的水、98%（质量分数）的硫酸、甲醇-水（质量分数为90%：10%）。02任务二计算管路中流体的参数解：293K，ρ水=998Kg/m3。M（水）=ρ水V=998×60=59880（Kg）293K，ρ硫酸=1836Kg/m3。M（硫酸）=ρ硫酸V=1836×60=110160（Kg）对于甲醇-水（质量分数为90%：10%），不能单独使用其中的一个物质的浓度，要计算它们的混合密度。a1=0.9，a2=0.1；293K，ρ水=998Kg/m3，ρ甲醇=792Kg/m3

ρm=811（Kg/m3）M（甲醇-水）=ρmV=811×60=48660（Kg）注意：要计算已