化工原理第一章思维导图

化工原理第一章思维导图来啦！下图内容丰富，结构清晰，涵盖流体的物理性质、流体流动现象、流体静力学、流体在管内的流动阻力、流体流动的基本方程和流量测量等知识要点。

流体流动

• 流体流动现象
  • 流体类型
    • 层流≤2000 质点沿管轴做有规则平行运动，各质点互不碰撞互不混合
    • 过渡流2000～4000
    • 湍流≥4000 质点做无规则的杂乱运动并相互碰撞产生大小漩涡
  • 雷诺数Re=ρvd/μ
  • 流体在圆管内流动时的速度分布
    • 层流时最大速度与平均速度Umax＝2U
    • 湍流Umax＝0.8U
  • 边界层的概念
    • 在壁面附近存在着较大速度梯度的流体层，称为流动边界层简称边界层。工程规定边界层外缘流速U＝0.9Us
    • 边界层脱离壁面称为边界层分离
• 流体在管内的流动阻力
  • 直管阻力
    • 流体流经一定管径的直管时，由于流体内摩擦而产生的阻力
    • 范宁公式
    • 粗糙度对摩擦系数λ影响
      • 光滑管粗糙管
      • 相对粗糙度ε/d和绝对粗糙度ε
      • 层流时λ只与Re有关λ=64/Re 哈根泊谡叶方程
      • 湍流时摩擦系数（λ，Re、ε/d）
        • 因次一致性原则（量纲分析）/（因次分析）
          • 光滑管
            • 柏拉修斯公式 顾毓珍公式
          • 粗糙管
            • 科尔布鲁克公式 尼库拉则与卡门公式
        • 白金汉π定理
      • 非圆形
        • 管水力半径rH＝流通截面积A/湿润周边长 当量直径de＝4rH
  • 局部阻力
    • 由于流体流经管路中的管件，阀门，及管截面突然扩大缩小等局部地方引起的阻力
      • 阻力系数法（取小管流速）
        • 突然扩大缩小
        • 进口出口
      • 当量长度法
  • 管路系统中的总能量损失
    • 为管路上全部直管阻力与局部阻力之和
• 管路计算
  • 简单管路 复杂管路 具体看例题p61～67
• 流量测量
  • 测速管（皮托管）
  • 孔板流量计
  • 文丘里流量计
  • 转子流量计
• 流体流动的基本方程
  • 流量与流速
    • 质量流量Ws单位kg/s 体积流量Vs单位m3/s Ws＝Vs.ρ＝uAρ
    • 流速U＝Vs/A
  • 稳态流动与非稳态流动
    • 流动系统中各截面上流体的流速、压力、密度等有关物理量仅随位置而变化不随时间而变，则这种流动称为稳态流动
      • 子主题
    • 若流体在各截面上的有关物理量既随位置变化又随时间而变，则称为非稳态流动
  • 连续性方程
    • Ws＝u1A1ρ1＝u2A2ρ2 推广到任意截面Ws＝u1A1ρ1＝u2A2ρ2＝常数 表示在稳态流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变，流速随管道中密度和截面积而变化 若为不可压缩流体即ρ＝常数 Vs＝u1A1＝u2A2＝常数说明不可压缩流体各截面的质量流量和体积流量都相等 u1/u2＝（d2/d1）2
  • 伯努利方程式及其应用
• 流体静力学
  • 静止流体的压力
    • 静压力的特点 1在静止流体内部，任一点的静压力方向都与作业面相垂直，并指向该作业面 2静压力的大小和作业面的方位无关，同一点处的各个方向作用的静压力相等，即静压机是各向性的只与所处位置有关
    • 绝对压力＝大气压力+表压力 表压＝-真空度 大气压力＝绝对压力+真空度
  • 流体静力学基本方程式及其应用
    • 静力学方程特点 当容器液面上方压力Po一定时，静止液体内部任一点压力p的大小与液体本身密度和该点距液面深度有关。因此静止的连续的同一液体处于同一水平面上各点的压力都相等 2当液面上方的压力Po有所改变时，液体内部各点的压力也发生同样大小的改变式子可改写成（P-Po）/ρg＝h
    • 应用 U管压差计，液位的测量，液封高度的计算
• 流体的物理性质
  • 流体的密度
    • 单位体积流体具有的质量称为流体的密度＝m/v
    • 对一定质量的理想气体pv=nRT
  • 流体的黏性
    • 流体具有流动性 在运动状态下，流体还有一种抗拒内在的向前运动的特性，称之为黏性。黏性是流动性的反面。
      • 内摩擦力
      • 剪切力
      • 单位换算1Pa•s＝1000cP 1cP＝0.01P
  • 非牛顿型流体简介
    • 公式
• 浮动主题