化工原理精品课程

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1、化工原理绪论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(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.UnitOperationsofChe

2、micalEngineering,6thed.NewYork:McGraw.HillInc.,2001参考教材第一章流体流动FlowofFluid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。1.研究流体流动问题的重要性煤气煤气水孔板流量计泵水封填料塔水池煤气洗涤塔两类问题：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。2.连续介质假定假定流

3、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。工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。1.1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1.1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。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。三、混合物的密度

4、混合气体各组分在混合前后质量不变，则有或——混合气体的平均摩尔质量——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分率。混合液体假设各组分在混合前后体积不变，则有——液体混合物中各组分的质量分率。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:1.1.2流体的黏性速度分布（速度侧形）：速度沿距离的变化关系。uF0xu=0yYdudy平板间的流体剪应力与速度梯度一、牛顿黏性定律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

5、能量损失牛顿黏性定律：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②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

6、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。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，可用下式计算说明：不同流体的粘度差别很大。例如：在压强为101.325kPa、温度为20℃的条件下，空气、水和甘油的动力粘度和运动粘度分别为：空气＝17.9×10-6Pas，ν＝14.8×10-6m2/s水＝1.01×10-3Pas，ν＝1.01×10-6m2/s甘油＝1.499Pas，ν＝1.19×10-3m2/s六、流体类型①牛顿型流体：符合牛顿粘性定

7、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。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