2021年化工原理考点归纳与典型题含考研真题详解

7 q, Q- c* Z% F! B$ p6 u% a

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。

. E4 ^2 S' X* w+ ~

部分内容

第1章 流体流动

" m- j. b6 \5 l4 V

1.1 考点归纳

! S0 y* U* f8 M0 Y C% |

一、流体的物理性质

1．连续介质假定

. M( i+ A: ]: _) m& U

（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；

（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。

; n' [6 m* L0 c) f/ |+ O) V( m2 C

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。

2 J$ Z: L% K8 [5 o8 `3 y $ E# m0 V5 w. k

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

( a5 Y) ?! l4 z! G% m( x

& ?( n+ A' e6 _3 s

9 L- r1 Z3 Z$ j$ W

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

高压气体的密度可采用实际气体状态方程计算。

（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

( T! F# ~/ W4 V0 Q* \

+ g5 d7 C4 l9 W, g) H* v7 M9 ^ b& R

( @6 o0 K4 [& G/ ?5 e T K* ?8 y

ρA，ρB，…，ρn——各纯组分的密度，kg/m3；

: [8 M2 f2 i% v% i) U

ωA，ωB，…，ωn——混合物中各组分的质量分数，kg/kg。

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

ρm＝ρAφA＋ρBφB＋ρnφn

φA，φB，φn——气体混合物中各组分的体积分数，m3/m3。

5 R4 ]- h7 ^7 S

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。

dT——流体温度的增量，K；

dv/v——流体体积的相对变化量。

* Q& _) P+ L9 i3 ~# f+ d

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

" x# J3 z3 @2 l1 t5 S% G

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。

! z# w0 M- q, k- }3 ^! A

" v# T& W: T/ t8 G0 X% @) N

负号表示dv与dp的变化方向相反。

. E0 A; _% B# n. k, s2 b

由于ρv＝1，故上式又可以写成

7 e7 F' G3 C5 P' B! G) O& v

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。

6 z/ z2 O! m5 W8 k

①黏性的产生原因

5 J2 ? u6 D' E$ D& P5 S* _+ J1 H4 c9 ~5 M

a．流体分子之间的引力（内聚力）产生内摩擦力；

( X9 }( P" X5 y3 Q

b．流体分子作随机热运动的动量交换产生内摩擦力。

5 d& d5 H1 t% ?; F) V

②牛顿黏性定律

- _& L; W: e3 ]7 }4 a6 z( v

7 }1 R2 [" o! [$ \% X" D3 ^# G0 H8 {( s

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。

负号表示τ与速度梯度的方向相反。

/ _$ u# A1 W9 t# \/ m: f* j

（2）流体的黏度

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

: O) X8 v/ m4 a. u

' v/ W1 Y9 b; k7 E! `' w' h

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

! I# c {6 F. S

1St＝100cSt＝10－4m2/s

+ b+ u. O8 k& S

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。

（3）理想流体与黏性流体

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。

' Z: I+ E9 {5 Q* l1 N+ Q7 c

二、流体静力学

1．静止流体的压力特性

' E, I& A& O D" V

（1）静压力的定义

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。

% b% J/ q$ V& j9 [- h

（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；

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。

- x4 b. X2 |% O/ A- W) X& x

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

& k7 }1 m. l Z+ B, o ' M. t% ^4 Y$ L7 Y0 \& b; S2 s; P8 f% z : x2 H0 ~9 }0 [/ R/ K( c Q 1 h" L$ c- v5 {8 d) J & r" i" G. Q1 n