化工原理绪论.pptx

化工原理（1）绪论绪论化工原理←→食品工程原理2.本课程的性质与任务3.本课程的内容特点及学习方法1）基本量导出量（物理量）任何物理量均可由几个彼此独立的基本量表示其性质和特征。基本量：长度[L]m；质量[m]kg；时间[t]s；温度[T]K导出量：如速度u=L/tm/s。2）单位制（基本单位与导出单位的总和）（1）绝对单位制（cgs制）：力达因dyn（2）工程单位制：力公斤（力）kg(f)（3）国际单位制（SI）：力牛顿N1N=1[kg·m/s2]=1/9.81[kgf]=105[dyn]SI基本单位1)流体流动过程（动量传递）研究流体流动及流体和与之接触的固体间发生相对运动时的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作如流体的输送、沉降、过滤、搅拌及固体的流态化等。2)传热过程（热量传递）研究传热的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作如热交换、蒸发等。3)传质过程（质量传递）研究物质通过相界面迁移过程的基本规律以及主要受这些基本规律支配的若干单元操作如液体的蒸馏、气体的吸收、固体的干燥及结晶等。6.物料衡算与能量衡算2)能量衡算根据能量守恒定律而进行的能量平衡的计算。在生产中能量可能是热能、电能、机械能或其它能。如果是热能则称为热量衡算。7.平衡关系与过程速率2)过程速率第1章流体流动应用流体流动的基本原理和规律可以解决如下工程问题：(1)流体输送：流体流速u管道直径d输送设备选择、操作及其功率计算(2)流体压强流量和流速的测量(3)强化设备：为强化其他单元操作（设备）提供适宜条件1.1流体的物理性质3)流体的密度和比容单位体积流体所具有的质量称为密度ρ（kg／m3）ρ=m/V式中m—流体的质量kg；V—流体的体积m3单位质量流体所具有的体积称为比容υ（m3／kg）υ=V/m气体密度随温度压力的改变有较大变化通常在温度不太低压力不太高的情况下可用理想气体方程式计算：式中：p——气体的绝对压强PaM——气体的摩尔质量kg／molR——通用气体常数8.315J／(mol·K)T——气体的热力学温度K1.1.2流体的粘度1.牛顿粘性定律流体流动时存在内摩擦力流体流动时必须克服内摩擦力作功。这种内摩擦力就是一种平行于流体微元表面的表面力通常又称作剪切力。τ—剪应力N／m2F—剪力NS—流体层间的接触面积m2du/dy—法向速度梯度1／sμ—比例系数称为粘性系数或动力粘度简称粘度粘度单位:SI:μ=τ/(du/dy)=N·s/m2=Pa·scgs:μ=dyn·s/cm2=P（泊）1泊=100cP（厘泊）Pa·s=10P=1000cP粘性：确定流体流动时内摩擦力大小的物理性质。粘度：衡量流体粘性大小的物理量称动力粘度简称粘度。温度对粘度的影响：液体：温度上升则粘度减小。气体：温度上升则粘度增大。理想流体:粘度为零的流体牛顿流体：服从牛顿粘性定律的流体非牛顿流体：不服从牛顿粘性定律的流体1.2流体静力学基本方程式1.2.1静止流体的压力习惯上还采用一些其他单位如atm(标准大气压)、某液柱高度、bar(巴)或kgf／cm2、工程大气压(at)等。它们之间的换算关系为：latm=1.033kgf／cm2＝760mmHg=10.33mH2O＝1.0133bar＝1.0133×105Palat＝lkgf／cm2＝735.6mmHg＝10mH2O＝0.981bar＝9.81×104Pa2)压强表示:按度量压强的基准（零点）1.2.2流体静力学基本方程dp+ρgdz＝0若密度ρ为常数则上式积分得：p/ρ+gz=常数若积分的上、下限取高度为z1和z2的二个平面而作用于这二个平面的压强分别为p1和p2则得：(p2－p1)/ρg=z1－z2或p2＝p1+ρg(z1－z2)流体静力学基本方程讨论1.