2021年化工原理考点归纳与典型题含考研真题详解

) J' T c$ e2 F

w9 `7 \- v0 O% u$ v8 R

百度知择学习网，网站内搜索【2021年化工原理考点归纳与典型题含考研真题详解】，即可查到该资料。

$ J3 X8 [' [/ r1 y- G# @& ]

部分内容

3 S6 Z( ~0 r3 i

第1章 流体流动

1.1 考点归纳

' b7 Q; z$ }1 U, ^: r

一、流体的物理性质

" B& E; g8 A4 m# E

1．连续介质假定

（1）将流体视为由无数微团或质点组成的密集而无间隙的连续介质；

P9 }2 t* r3 n& O

（2）连续性假设并不是在任何情况下都适用，如高真空下的气体就不能视为连续介质。

3 {) b7 D4 s3 D9 N" _" \

2．流体的密度和比容

（1）密度的定义与性质

流体的密度是指单位体积流体所具有的质量，以ρ表示。

- [7 |9 b6 N4 u4 z, i# A

比体积是指密度的倒数，以符号υ表示，它是指单位质量流体所占有的体积，即

: f5 ?. Y; a, _- s7 ^5 \ Z1 o

液体的密度随着压力和温度的变化很小，一般可忽略不计，因此ρ＝常数。气体的密度随温度、压力改变较大。低压气体的密度可近似按理想气体状态方程计算

: h6 b9 b& i# Q7 F! D7 p

4 E5 u G4 S/ h

5 B: e" X4 P; [/ f! g

高压气体的密度可采用实际气体状态方程计算。

2 T% ?0 ^6 ~6 `% q/ @7 S! j

（2）流体混合物的密度

①液体混合物的组成常用质量分数表示。以1kg液体混合物为基准，设各个组分在混合前后体积不变（理想溶液），则1kg混合物的体积等于各组分单独存在时体积之和，即

ρA，ρB，…，ρn——各纯组分的密度，kg/m3；

# J& N2 @' W( U

ωA，ωB，…，ωn——混合物中各组分的质量分数，kg/kg。

; T3 p( A, b& F: u

②气体混合物的组成常用体积分数φ表示。以1m3气体混合物为基准，各组分的质量分别为φAρA，φBρB，φnρn，则1m3气体混合物的质量等于各组分质量之和，即

" L- d" z* S' ^$ ?

ρm＝ρAφA＋ρBφB＋ρnφn

φA，φB，φn——气体混合物中各组分的体积分数，m3/m3。

& j/ m }& W. i2 t; Q5 ~( n

3．流体的膨胀性和压缩性

（1）膨胀性

流体的膨胀性是指流体温度升高时其体积会增大的性质。膨胀性的大小用体积膨胀系数α表示。

. u" H" s- R. b# }# B9 T S6 k* m8 l

4 i( _7 P) v, a8 u. B- l

dT——流体温度的增量，K；

0 t; ?# {! V0 T+ b* I# I! C

dv/v——流体体积的相对变化量。

液体的膨胀性通常可忽略不计，而气体的膨胀性相对很大。

（2）可压缩性

$ ?( M1 d& t' M2 D( e# s* e0 l- P

可压缩性是指流体受压力作用其体积会减小的性质。流体可压缩性的大小用体积压缩系数β来表征。

! t' R. E! T) a& X2 ]( O1 Y

6 I6 n3 w5 J9 J4 h

8 J( r& q! z4 f" b8 s

负号表示dv与dp的变化方向相反。

由于ρv＝1，故上式又可以写成

* S0 D- b# F% U" i' W

由β的表达式知，β值越大，流体越容易被压缩；反之，不易被压缩。

4．流体的黏性

（1）牛顿黏性定律

流体在运动时，任意相邻流体层之间存在着抵抗流体变形的作用力，称为剪切力（内摩擦力）。流体的黏性是指流体所具有的在其内部产生阻碍自身运动的特性。

①黏性的产生原因

$ Z5 Y% q: S6 G# D- G* K

a．流体分子之间的引力（内聚力）产生内摩擦力；

b．流体分子作随机热运动的动量交换产生内摩擦力。

6 W" c3 }& b$ }" |; ` H% \) V

②牛顿黏性定律

5 n/ e+ C% H8 O& A7 m4 T0 c% J

τ——剪应力或内摩擦力，N/m2；

μ——流体的动力黏度，简称黏度，Pa·s；

dux/dy——速度梯度，1/s。

: [1 T3 X% {3 M3 g8 P) {' s6 g

负号表示τ与速度梯度的方向相反。

（2）流体的黏度

& f3 p8 C6 P5 S K |* K

μ表示单位速度梯度下流体的内摩擦力，它直接反映了流体内摩擦力的大小。在SI制中，μ的单位为N·s/m2或Pa·s。以前单位有泊（P）或厘泊（cP），换算关系为：1Pa·s＝10P＝1000cP。

运动黏度是指流体黏度μ与密度ρ的比值，以ν表示

! \$ r% G) _! e( P

在SI制中，ν的单位为m2/s，其非法定单位为cm2/s（St），它们的关系为

$ j- d7 ]9 |$ i6 W/ S1 S! t7 }

1St＝100cSt＝10－4m2/s

# L* W( p# F" h0 ^4 G' g* \9 P3 @

当温度升高或压力降低时，液体黏度降低；温度降低、压力升高时，液体黏度增大。当温度升高时，气体黏性增大；当压力提高时，气体黏度减小。

8 M, G& }& J6 F; v1 R1 p: ?. W

（3）理想流体与黏性流体

4 F5 }( P$ ^3 t

黏性流体或实际流体是指具有黏性的流体。理想流体是指假想的、完全无黏性（μ＝0）的流体。

二、流体静力学

1．静止流体的压力特性

（1）静压力的定义

, o" g, X; l! y

静止流体内部没有剪应力，只有法向应力。静压力是指法向应力，以p表示。

（2）静压力的特性

①流体静压力垂直于其作用面，其方向为该作用面的内法线方向；

! A, c& D% ~; e8 J7 b& X: {

②静止流体中任意一点处的静压力的大小与作用面的方位无关，即同一点上各方向作用的静压力值相等。

想要获取更多职称考试学习资料，考试相关动态，历年真题和题库，请关注知择学习网

% B3 q* l; K; c" { y* S& b

( [: r* A: m2 k0 z5 W; w " B6 g6 `- r, n, x# |: \