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0绪论乙烯一氯苯的生产(一氯苯的质量分数达99.9%)2.化工过程原则流程二、单元操作的分类与特点单元操作的目的2.单元操作特点三、本课程研究方法五、化工过程计算的理论基础六、本课程特点及学习要求2.学习要求3.考核王志魁.化工原理(第三版).北京:化学工出版社,2005 陈敏恒.化工原理(上下册).北京:化学工出版社,2000 何潮洪,窦梅,朱明乔,等.化工原理习题精解(上册).北京:科学技术出版社,2003 何潮洪,南碎飞,安越,等.化工原理习题精解(下册).北京:科学技术出版社,2003 丛德兹,丛梅,方图南.化工原理详解与应用.北京:化学工出版社,2002 丁忠伟,杨祖荣.化工原理学习指导.北京:化学工出版社,20067.柴诚敬,王军,陈常贵,郭翠梨.化工原理学习指导.天津:天津大学出版社,2003 8.黄华江.实用化工计算机模拟——Matlab在化学工程中的应用.北京:化学工出版社,20041.1概述1.1.1流体流动的考察方法二、流体质点与连续性假设3.连续性假定三、运动的描述方法——拉格朗日法和欧拉法四、定态与稳定指过程抗外界干扰的能力,当外界扰动移去后,过程能恢复到原有状态者,该过程是稳定的或具有稳定性。反之,则是不稳定的。五、流线与轨线2.轨线六、系统与控制体1.1.2流体流动中的作用力表面力三、剪应力产生内摩擦力的根本原因:流体具有黏性。3.牛顿型流体②单位及其换算④混合流体的黏度1.1.3流体流动中的机械能1.2流体静力学及其应用1.2.1流体的密度气体当压力不太高、温度不太低时,可按理想 气体状态方程计算:三、混合物的密度一、压强:流体垂直作用于单位面积上的力,称为流体的静压强,习惯上又称为压力。表压=绝对压力-大气压力 真空度=大气压力-绝对压力1.2.3流体静力学方程受力分析:质量力与表面力 X、Y、Z——单位质量流体在X、Y、Z方向的分量 x方向:同理将该微元流体移动dl距离,此距离对x、y、z轴的分量为dx,dy,dz二、平衡方程在重力场中的应用讨论(1)适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体; (2)物理意义:(3)在静止的、连续的同种流体内,处于同一水平面上各点的压力处处相等。压力相等的面称为等压面。 (4)压力具有传递性:液面上方压力变化时,液体内部各点的压力也将发生相应的变化。2.可压缩流体(以气压方程的推导为例)1.2.3静力学基本方程的应用若被测流体是气体,讨论:指示液与被测流体不互溶,不发生化学反应; 其密度要大于被测流体密度。 应根据被测流体的种类及压差的大小选择指示液。(2)双液体U管压差计(3)倒U形压差计例如附图所示,水在水平管道内流动。为测量流体在某截面处的压力,直接在该处连接一U形压差计,指示液为水银,读数R=250mm,m=900mm。解:例如附图所示,蒸汽锅炉上装一复式压力计,指示液为水银,两U形压差计间充满水。相对于某一基准面,各指示液界面高度分别为2.液位测量(2)远距离液位测量装置3.液封高度的计算1.3流体流动中的守恒原理1.3.1质量守恒原理2、流速③质量流速 单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。对于圆形管道常用流体适宜流速范围:三、连续性方程的推导讨论 1.导出条件:①流体充满全管;②定态流动。4.管路有分支例如附图所示,管路由一段φ89mm×4mm的管1、一段φ108mm×4mm的管2和两段φ57mm×3.5mm的分支管3a及3b连接而成。若水以9×10-3m3/s的体积流量流动,且在两段分支管内的流量相等,试求水在各段管内的速度。解:管1的内径1.3.2定态流动系统的机械能守恒(伯努利方程)(1)内能 贮存于物质内部的能量。 1kg流体具有的内能为U(J/kg)。(3)动能 1kg的流体所具有的动能(6)外功(有效功) 1kg流体从流体输送机械所获得的能量为he(J/kg)。2.实际流体的机械能衡算设1kg流体损失的能量为Σhf(J/kg),有:(2)以单位重量流体为基准位压头(3)以单位体积流体为基准(4)效率η3.理想流体的机械能衡算4.伯努利方程的讨论(3)伯努利方程式适用于不可压缩性流体。 (4)对于可压缩流体,当(p1-p2)/p1<20%时,仍可用该方程计算,但式中的密度ρ应以两截面的平均密度ρm代替。4.伯努利方程的应用(1)根据题意绘制流动系统示意图 标明流体的流动方向,定出上、下游截面,明确流动系统的衡算范围;(4)定压力基准 压力表示方法也应一致,即同为绝压或同为表压。例容器间相对位置的计算 如附图所示,从高位槽向塔内进料,高位槽中液位恒定,高位槽和塔内的压力均为大气压。送液解:如图所示,取高位槽液面为1-1′截面,进料管出口内侧为2-2′截面例泵输送功率的计算 某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液(密度为1100kg/m3