化工原理 第1章：流体流动.pdf

化化化化 工工工工原原原原 理理理理 化工原理教研室化工原理教研室 Tel: 022Tel: 022--6020224660202246 化工原理—— 流体流动 第一章 流体流动 1.1 概述 流体流动是各单元操作的基础。化工生产中主要应用流体 流动基本原理及其流动规律的方面有流动基本原理及其流动规律的方面有：： ① 流体流动阻力及流速、流量测量 ②② 流动对传热流动对传热、传质及化学反应的影响传质及化学反应的影响 ③ 流体的混合 化工原理—— 流体流动 流程分析： 流体在泵（或鼓风机）、流 量计以及管道中流动等量计以及管道中流动等，，是是流体动流体动 力学问题。 流体在压差计流体在压差计，，水封箱中的水处于水封箱中的水处于 静止状态，则是流体静力学问题。 为了确定流体输送管路的直径， 计算流动过程产生的阻力和输送流 体所需的动力。 选择输送设备选择输送设备的类型和型号的类型和型号，，以及以及 测定流体的流量和压强等。 流体流动将影响过程系统中的传热流体流动将影响过程系统中的传热、、 传质过程等，是其他单元操作的主 要基础。 化工原理—— 流体流动 1.1.1 流体流动的考察方法 1. 连续性假定 化工原理—— 流体流动 1.1.1 流体流动的考察方法 连续性假定——流体是由无数质点组成，彼此间没有间 隙隙，，完全充满所占空间的连续介质完全充满所占空间的连续介质。。 目的目的：可用微积分和连续函数来描述流体的各种参数可用微积分和连续函数来描述流体的各种参数。 连续性假定对绝大多数情况是适合的， 但高真空下的气体除外。 化工原理—— 流体流动 1.1.1 流体流动的考察方法 2.运动的描述方法 拉格朗日法拉格朗日法——选定流体质点选定流体质点，跟踪观察描述运动参数跟踪观察描述运动参数。 （微观考察方法） 欧拉法—— 固定空间位置，考察经过此地的流体运动参数。 （宏观考察方法） 欧拉法描述各有关参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。 该固定该固定空间称为间称为控制体控制体。 在控制体的控制面上有力的作用和能量、质量交换。 化工原理—— 流体流动 1.1.1 流体流动的考察方法 3.流线与轨线 轨线轨线是同是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线流体质点在不同时刻所占空间位置的连线。 流线是同一瞬时不同流体质点的速度方向连线。 由于同一点在指定某一时刻只有一个速度（矢量）， 所以各流线所以各流线不会相交不会相交。 化工原理—— 流体流动 1.1.2 流体流动中的作用力 在流体中任取一微元体积作为研究对象，它受到的力有 质量力质量力和和表面力表面力两类两类。。 1. 质量力——施加于流体所有质点上，且与质量成正比的力。 对于均质流体质量力与流体的体积成正比，因