《化工原理精品课程》PPT课件

化工原理精选 ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt  绪论2第一章流体输送24第二章流体输送机械8第三章非均相物系分离6第四章液体搅拌（选学）0第五章传热20学时安排精选PPT 第六章蒸发4第七章传质与分离过程概论6第八章气体吸收20第九章蒸馏22第十章液-液萃取和液-固浸取6第十一章固体物料的干燥6 总学时124精选PPT教材柴诚敬主编普通高等教育“十五”国家级规划教材化工原理（上册、下册）北京:高等教育出版社2006年1月精选PPT (1)贾绍义,柴诚敬.化工传质与分离过程.第二版北京:化学工业出版社,2007(2)夏清，陈常贵.化工原理，下册.天津:天津大学出版社,2005(3)W.L.McCabe,J.C.Smith.UnitOperationsofChemicalEngineering,6thed.NewYork:McGraw.HillInc.,2001参考教材精选PPT第一章流体流动FlowofFluid精选PPT具有流动性；无固定形状，随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。不可压缩流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液体；可压缩性流体：流体的体积随压力发生变化，如气体。流体是气体与液体的总称。精选PPT1.研究流体流动问题的重要性精选PPT煤气洗涤塔精选PPT两类问题：研究流体在流动和静止时的规律。流体静力学问题流体动力学问题流体流动是最普遍的化工单元操作之一；研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础。精选PPT2.连续介质假定假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。质点：由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备尺寸、远大于分子自由程。 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。精选PPT1.1流体的物理性质1.1.1密度1.1.2黏度1.1.3流体的压缩性和膨胀性精选PPT1.1流体的物理性质1.1.1密度一、定义单位体积流体的质量，称为流体的密度。kg/m3二、单组分密度液体密度仅随温度变化（极高压力除外），其变化关系可从手册中查得。精选PPT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：注意：手册中查得的气体密度都是在一定压力与温度下之值，若条件不同，则密度需进行换算。精选PPT三、混合物的密度混合气体各组分在混合前后质量不变，则有或精选PPT混合液体假设各组分在混合前后体积不变，则有精选PPT四.与密度相关的几个物理量1）比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示，单位为m3/kg。2）比重(相对密度)：某物质的密度与4℃下的水的密度的比值，用d表示。在数值上:精选PPT1.1.2流体的黏性速度分布（速度侧形）：速度沿距离的变化关系。一、牛顿黏性定律精选PPT平板间的流体剪应力与速度梯度只有流动的流体才体现黏性：黏性内摩擦力保持一定的速度梯度克服摩擦力做功消耗能量能量损失精选PPT牛顿黏性定律：实测发现：意义：剪应力的大小与速度梯度成正比。描述了任意两层流体间剪应力大小的关系。二、流体的黏度①　物理意义——动力黏度，简称黏度精选PPT②　单位SI单位制：Pa·s(N·s/m2)物理单位制：P(泊)，达因·秒/厘米2，cP(厘泊)换算关系：1cp=0.01P=10-3Pa·s=1mPa·s③粘度的表示方法m2/s动力黏度Pa·s运动黏度1St=1cm2/s=100cSt=10-4m2/s恩氏黏度精选PPT三、影响因素①液体粘度随温度升高而降低，压力影响很小。②气体粘度随温度升高而增大，压力影响很小。但在极高压力下，随压力增加有所增加；而在压力极低情况下也要考虑压力的影响。四、数据来源各种流体的粘度数据，主要由实验测得。在缺少粘度实验数据时，可按理论公式或经验公式估算粘度。对于压力不太高的气体，估算结果较准，对于液体则较差。精选PPT五、混合物的粘度按一定混合规则进行加和对于分子不聚合的混合液可用下式计算常压下气体混合物的粘度，可用下式计算精选PPT六、流体类型①　牛顿型流体：符合牛顿粘性定律的流体。气体及大多数低分子量液体是牛顿型流体。②非牛顿型流体油墨、泥浆精选PPT七、剪应力的计算例：油在直径为100mm的管内流动，在管截面上的速度分布大致用下式表示：式中：y为截面上的任一点距管壁的径向距离，m；u为该点上的流速，m/s。求：1.求管中心的流速、管半径中点处的流速。2.求管壁处的剪应力，又求长100m的管内壁面所作用的全部阻力。油的黏度为50cP。精选PPT解：（1）求流速管中心代入得u=0.5m/s管半径中点处代入得u=0.375m/s（2）求管壁处的剪应力及管壁阻力由牛顿粘性定律可算出任一位置上的剪应力，计算时所需的速度梯度可对给出的速度分布式求导而得。精选PPT管壁处，y=0，故精选PPT油的粘度故壁面上的剪应力为100m管壁面上的总阻力为：精选PPT1.1.3流体的压缩性与膨胀性2.膨胀性：流体的热膨胀性可由体积热膨胀系数β来衡量对于理想气体：当温度变化不太大时：1.压缩性：可压缩：不可压缩：精选PPT1.2流体静力学1.2.1流体的压强1.2.2流体静力学方程精选PPT1.2.1压力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。二、压力的单位SI制：N/m2或Pa；一、压力的定义或以流体柱高度表示：注意：用液柱高度表示压力时，必须指明流体的种类，如600mmHg，10mH2O等。精选PPT 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 大气压的换算关系：1atm=1.013×105Pa=101.3kPa=0.1013MPa=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm2三、压力的表示方法绝对压力以绝对真空为基准测得的压力。表压或真空度以大气压为基准测得的压力。精选PPT表压=绝对压力－大气压力真空度=大气压力－绝对压力当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。如：4×103Pa（真空度）、200KPa（表压）。精选PPT压力表真空表精选PPT四、压力的特性（1）流体压力与作用面垂直，并指向该作用面；（2）任意界面两侧所受压力，大小相等、方向相反；（3）作用于任意点不同方向上的压力在数值上均相同精选PPT1.2.2流体静力学平衡方程一、静力学基本方程重力场中对液柱进行受力分析：（1）上端面所受总压力（2）下端面所受总压力（3）液柱的重力设流体不可压缩，方向向下方向向上方向向下精选PPT液柱处于静止时，上述三项力的合力为零:——静力学基本方程设液面上方的压强为P0精选PPT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）液体内部压强P是随P0和h的改变而改变的，即：（3）当容器液面上方压强P0一定时，静止液体内部的压强P仅与垂直距离h有关，即：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。精选PPT等压面概念精选PPT等压面的选取例：如图所示的测压管分别与三个设备A、B、C相连通，连通管的下部是水银，上部是水，三个设备内的水面在同一水平面上。问：①1、2、3三处压力是否相等。②4、5、6处压力是否相等。③若h1=100mm，h2=200mm且设备A直接通大气，求B、C两设备内水面上方的压力。精选PPT精选PPT（4）当液面上方的压强改变时，液体内部的压强也随之改变，即：液面上所受的压强能以同样大小传递到液体内部的任一点。压强差的大小可利用一定高度的液体柱来表示，这就是液体压强计的根据，在使用液柱高度来表示压强或压强差时，需指明何种液体。精选PPT——静力学基本方程压力形式Pa能量形式位能形式m静力学方程的几种不同形式精选PPT讨论：在同一静止流体中，处在不同位置流体的位能和静压能各不相同，但二者可以转换，其总和保持不变。精选PPT二、静力学基本方程的应用1.压力及压力差的测量（1）U形压差计而普通的起放大作用复式压差计精选PPT所以精选PPT讨论：（1）U形压差计可测系统内两点的压力差，当将U形管一端与被测点连接、另一端与大气相通时，也可测得流体的表压或真空度；表压真空度精选PPT（2）指示液的选取：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。精选PPT（2）双液体U管压差计扩大室内径与U管内径之比应大于10。适用于压差较小的场合。精选PPT（3）倒U形压差计指示剂密度小于被测流体密度，如空气作为指示剂（5）复式压差计（4）倾斜式压差计适用于压差较小的情况。适用于压差较大的情况。注意：等压面如何选取？精选PPT4.倾斜液柱压差计R1=R/sinR=R1sin精选PPT2、液位的测定液位计的原理——静力学基本方程的应用。液柱压差计测量液位的方法：由压差计指示液的读数R可以计算出容器内液面的高度。当R＝0时，容器内的液面高度将达到允许的最大高度，容器内液面愈低，压差计读数R越大。精选PPT液位的测量精选PPT3.液封高度的计算液封作用：确保设备安全：当设备内压力超过规定值时，气体从液封管排出；防止气柜内气体泄漏。液封高度：精选PPT液封气体R真空表气气水RRpp精选PPT例题1、为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？精选PPT2、附图为一气柜，其内径9m，钟罩及其附件共重10t，忽略其浸在水中部分所受浮力，进入气柜的气速很低，动能及阻力可忽略。求：1.气柜内压强多大时，才能将钟罩顶起来？2.气柜内储气量增加时（钟罩升高）压强是否变化？3.钟罩内外的水位差h（即“水封高”)为多少？p0p0精选PPT3、附图所示的气液直接接触混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，凝液与水沿大气腿流到地沟排出，现已知器内真空度为82kPa，当地大气压为100kPa，问器内绝对压强为多少？并估计大气腿内的水柱高度H为多少米？精选PPT4、为了控制乙炔发生器内的压力不超过80mmHg（表压），在炉外装有安全液封装置，其作用是当炉内压力超过规定值时，气体从液封管排出，试求此炉的安全水封管应插入槽内水面以下的深度。精选PPT1.3流体在管内的流动1.3.1流体的流量与流速1.3.2定态流动与非定态流动1.3.3定态流动系统的质量守恒——连续性方程1.3.4定态流动系统的能量守恒——柏努利方程精选PPT1.3流体动力学1.体积流量单位时间内流经管道任意截面的流体体积。VS——m3/s或m3/h2.质量流量单位时间内流经管道任意截面的流体质量。WS——kg/s或kg/h。二者关系：一、流量1.3.1流体的流量与流速WS=VSρ精选PPT二、流速2.质量流速单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。流速（平均流速）单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。kg/（m2·s）流量与流速的关系：m/s精选PPT对于圆形管道：流量VS一般由生产任务决定。流速选择：三、管径的估算精选PPT常用流体适宜流速范围：水及一般液体1~3m/s粘度较大的液体0.5~1m/s低压气体8~15m/s压力较高的气体15～25m/s精选PPT生产实际中，管道直径应如何确定？选管径程序：取经验u→→圆整d→校验u精选PPT1.3.2定常流动与非定常流动定常流动：各截面上的密度、压强、流速、温度等物理量仅随位置变化，而不随时间变化；非定常流动：流体在各截面上的有关物理量既随位置变化，也随时间变化。精选PPT1.3.3定常流动系统的质量守恒——连续性方程对于定常流动系统，在管路中流体没有增加和漏失的情况下：推广至任意截面——连续性方程精选PPT不可压缩性流体，圆形管道：即不可压缩流体在圆形管路中任意截面的流速与管内径的平方成反比。精选PPT例1-3如附图所示，管路由一段φ89×4mm的管1、一段φ108×4mm的管2和两段φ57×3.5mm的分支管3a及3b连接而成。若水以9×10－3m/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。精选PPT管1的内径为解：则水在管1中的流速为管2的内径为水在管2中的流速为精选PPT管3a及3b的内径为又水在分支管路3a、3b中的流量相等，则有即水在管3a和3b中的流速为精选PPT1.3.4定态流动系统的能量守恒——柏努利方程一、总能量衡算精选PPT（1）内能贮存于物质内部的能量。mkg流体具有的内能为U（J）。衡算范围：1-1′、2-2′截面以及管内壁所围成的空间衡算基准：mkg流体基准面：0-0′水平面（2）位能流体受重力作用在不同高度所具有的能量。1kg的流体所具有的位能为1zg（J/kg）。精选PPT（4）静压能（3）动能1kg的流体所具有的动能为(J/kg)精选PPT（6）外功(有效功)1kg流体从流体输送机械所获得的能量为We(J/kg)。以上能量形式可分为两类：机械能：位能、动能、静压能及外功，可用于输送流体；内能与热：不能直接转变为输送流体的能量。精选PPT2．实际流体的机械能衡算(1)以单位质量流体为基准设1kg流体损失的能量为Σhf（J/kg），有：(1)式中各项单位为J/kg。并且实际流体流动时有能量损失。精选PPT（2）以单位重量流体为基准将(1)式各项同除重力加速度g:式中各项单位为精选PPTz——位压头He——外加压头或有效压头。总压头Hf——压头损失精选PPT（3）以单位体积流体为基准式中各项单位为（3）精选PPT3．理想流体的机械能衡算理想流体是指流动中没有摩擦阻力的流体。即无粘性流体。理想流体在流动过程中没有机械能损失和外功的加入。（4）（5）——柏努利方程式精选PPT4.柏努利方程的讨论（1）若流体处于静止，u=0，Σhf=0，We=0，则柏努利方程变为说明柏努利方程既表示流体的运动规律，也表示流体静止状态的规律。（2）理想流体在流动过程中任意截面上总机械能、总压头为常数，即不同形式的机械能可以相互转换。精选PPT精选PPTWe、Σhf——在两截面间单位质量流体获得或消耗的能量。有效功率：轴功率：精选PPT（4）柏努利方程式适用于不可压缩性的理想流体。从截面1→截面2没有其他外力作用和外加能量，做定常流动的系统。对于可压缩性流体，当时，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。（5）若以单位重量流体为基准若以单位体积流体为基准精选PPT4．柏努利方程的应用管内流体的流量；输送设备的功率；管路中流体的压力；容器间的相对位置等。利用柏努利方程与连续性方程，可以确定：精选PPT（1）根据题意画出流动系统的示意图，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；（2）位能基准面的选取必须与地面平行；宜于选取两截面中位置较低的截面；若截面不是水平面，而是垂直于地面，则基准面应选过管中心线的水平面。注意：精选PPT（4）各物理量的单位应保持一致，压力表示方法也应一致，即同为绝压或同为表压。（3）截面的选取与流体的流动方向相垂直；两截面间流体应是定态连续流动；截面宜选在已知量多、计算方便处。精选PPT总结1.几个基本概念VS、WSU、G关系：精选PPT2.流体动力学方程一般的特殊的静力学基本方程柏努利方程式PaJ/kgJ/N精选PPT