第一章 食品工程原理 PPT.ppt

第一章流体流动1内容提要流体静力学流体在管内的流动流体的流动现象流动阻力管路计算流量测量要求掌握流体静力学方程的应用连续性方程和机械能衡算方程的物理意义,适用条件及其应用能进行管路的设计计算2流体的特征:具有流动性,即抗剪和抗张的能力很小;无固定形状,随容器的形状而变化;在外力作用下其内部发生相对运动。流体:在剪应力作用下能产生连续变形的物体称为流体。如气体和液体。第一节流体的重要性质3流体的输送:根据生产要求,往往要将这些流体按照生产程序从一个设备输送到另一个设备,从而完成流体输送的任务,实现生产的连续化。压强、流速和流量的测量:以便更好的掌握生产状况。为强化过程提供适宜的流动条件:除了流体输送外,化工生产中的传热、传质过程以及化学反应大都是在流体流动下进行的,以便降低传递阻力,减小设备尺寸。流体流动状态对这些单元操作有较大影响。研究流体的意义4在研究流体流动时,常将流体视为由无数流体微团组成的连续介质。流体微团或流体质点:它的大小与容器或管道相比是微不足道的,但是比起分子自由程长度却要大得多,它包含足够多的分子,能够用统计平均的方法来求出宏观的参数(如压力、温度),从而使我们可以观察这些参数的变化情况。连续性的假设流体介质是由连续的质点组成的;表征流体物理性质和运动参数的物理量在空间和时间上是连续的分布函数。,称为流体的密度,其表达式为式中ρ——流体的密度,kg/m3;m——流体的质量,kg;v——流体的体积,m3。不同的流体密度是不同的,对一定的流体,密度是压力P和温度T的函数,可用下式表示:ρ=f(P,T)(极高压力下除外),可忽略不计,但其随温度稍有改变。气体的密度随压力和温度的变化较大。式中P——气体的压力,kN/m2或kPa;T——气体的绝对温度,K;M——气体的分子量,kg/kmol;R——通用气体常数,·K。(1-1)当压力不太高、温度不太低时,气体的密度可近似地按理想气体状态方程式计算:7液体混合物:液体混合时,体积往往有所改变。若混合前后体积不变,则1kg混合液的体积等于各组分单独存在时的体积之和,则可由下式求出混合液体的密度ρm。式中α1、α2、…,αn——液体混合物中各组分的质量分数;ρ1、ρ2、…,ρn——液体混合物中各组分的密度,kg/m3;(1-2)气体混合物:当气体混合物的温度、压力接近理想气体时ρm=ρ1φ1+ρ2φ2+…+ρnφn(1-3)式中:φ1、φ2、…φn——气体混合物各组分的体积分数。8大家有疑问的,可以询问和交流可以互相讨论下,但要小声点9不可压缩流体:流体的体积如果不随压力及温度变化,这种流体称为不可压缩流体。实际上流体都是可压缩的,一般把液体当作不可压缩流体;气体应当属于可压缩流体。但是,如果压力或温度变化率很小时,通常也可以当作不可压缩流体处理。可压缩流体:流体的体积如果随压力及温度变化,则称为可压缩流体。※10