教学课件少数几张我拷来的时候就化工原理上第一章

拟定态处理已知：D=1m,d=40mm,h=0.5m求：放完水所需时间τ

解：从1至2截面排柏努利方程任一瞬时∴对桶内液体作质量衡算输入+生成=输出+积累问题：1。行使的列车旁，人为什么不能靠得太近？2。飞机的升力如何来的？3。旋转的乒乓球为什么走弧线？4。穿堂风是什么？空气对流原理5。山上的瀑布是如何形成的？4流体流动的内部结构4.1流动的型态对于水平直管人们发现两种规律：雷诺实验表明存在两种流动类型(录像)判断依据：雷诺数

4.1.1层流和湍流的区别：层流湍流①②③无微团作径向运动有微团作径向运动④层流层从中心到管壁层流内层附壁⑤

⑥hf与无关hf与有关⑦⑧传热、传质慢传热、传质快层流和湍流的本质区别:

是否存在速度、压强的脉动性4.1.2流型判据

Re<2000层流

2000<Re<4000或为层流，或为湍流

Re>4000湍流

4.2湍流的基本特征4.2.1时均速度和脉动速度

速度=时均速度+脉动速度4.2.2湍流的强度和尺度湍流：主体流动+各种大小、强弱的旋涡

湍流强度或湍流尺度两点间的相关系数两点间的距离为y4.2.3湍流粘度μ’：μ’与流动状况有关，与物性无关4.3边界层及边界层脱体4.3.1边界层实际流体μ≠0，壁面无滑脱边界层---流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域入口段阻力大、传热、传质快4.3.2边界层脱体流体绕过圆柱的流动边界层脱体的后果：1.产生大量的旋涡，2.造成较大能量损失边界层脱体的条件:1．逆压强梯度2．外层动量来不及传入如：平板不会发生脱体（无倒压区）流线型物体也不发生脱体（尾部收缩缓慢，动量来得及传入）(录像)(管排)4.4圆管内流体运动的数学描述数学描述方法：①取控制体（微分控制体或积分控制体）②作力（热量、质量）衡算③结合本过程的特征方程（如）解方程④将结果整理成所需要的形式

4.4.1取控制体作力衡算

(p1-p2)πr2-πr2lρg·sinα-2πrlτ=0l·sinα=z2-z1得，(P1-P2)r=2lτ或

与流体性质、流动类型无关

4.4.2层流速度分布层流条件下：特征方程边界条件r=R处u=0积分得由，得湍流条件下：由于μ’的困难而无法解析解实测后归纳成

n=f(Re)5阻力损失5.1两种阻力损失根本原因—黏性划分：直管阻力损失（沿程阻力损失）局部阻力损失（管件、阀件的阻力损失）5.1.1直管阻力损失影响因素：①物性因素ρ，μ②设备因素d,l,ε③操作因素u机械能衡算直管，u1=u2，5.1.2泊谡叶方程层流时，已得得应用条件：①牛顿流体②层流状态③圆直管速度分布稳定段（非入口段）层流直管阻力也可写成

5.2湍流直管阻力损失实验研究方法:

基本要求：由小见大，由此及彼量纲分析指导下的实验研究方法的主要步骤：①析因实验---找出主要影响因素

hf=f(d,l,μ,ρ,u,ε)②无量纲化----减少工作量量纲分析法的基本依据：物理方程的量纲一致性力学范围内基本量纲

质量[M]，长度[L]，时间[T]其它量纲均为导出量纲，如密度[ML-3]f(hf,d,l,μ,ρ,u,ε)=0选d,u,ρ为基本变量，将hf,l,μ,ε无量纲化③实验并数据处理因,习惯用表示速度头，则记摩擦系数以不同的Re(方便地调节u)，不同的人工粗糙管,以水或空气就可做实验

5.3摩擦系数5.3.1莫迪图层流时，管内全部为层流，λ与ε/d无关湍流时，层流内层厚度δ，δ>ε,水力光滑管,λ与Re有关,与ε/d无关δ~ε,λ与Re、ε/d都有关δ<ε,完全湍流粗糙管,λ与Re无关,与ε/d有关同一根管子，可以既是光滑管，又是粗糙管

查Re=2×104,ε/d=0.01时的λ=0.041查Re=3×105,ε/d=0.0005时的λ=0.018查Re=104,ε/d=0.0001时的λ=0.03问题：用高位槽向反应器内送水，Z至少多大？若厂房高度限于8m以内，不用泵，应该如何设计管路？问题：用高位槽向反应器内送水，Z至少多大？若厂房高度限于8m以内，不用泵，应该如何设计管路？问题：中试实验装置中有一真空管道，管内流动着液体，若要取样，该怎么取？问题：中试实验装置中有一真空管道，管内流动着液体，若要取样，该怎么取？24题提示：本次讲课习题：第一章20~22,24雷诺实验

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