2021年化工原理考点归纳与典型题含考研真题详解

) T$ L- s7 F6 H2 @3 c

- |9 m2 p" H, g l) G

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。

部分内容

( ]5 W- [3 E2 W/ B

第1章 流体流动

X) M$ F/ l3 |1 o' `2 O" J. o

1.1 考点归纳

( s J( m, l6 E: E

一、流体的物理性质

1．连续介质假定

' N( H" x3 ?7 B1 k

（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。

2．流体的密度和比容

3 A; [2 G; g+ n" M/ L! F( S

（1）密度的定义与性质

9 S4 J, @ q4 W2 Y2 W

流体的密度是指单位体积流体所具有的质量，以ρ表示。

9 \9 \ ?5 ~9 X7 \

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

, m5 A4 @& Z/ P- Q' n- o. w. P

4 {8 U3 I' Z8 K6 |2 k( o' E

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

) I: u- U& Y7 `9 L% ?/ g) s

, c8 Z; v& U, P) [* e/ N# ?/ q

2 K' b. c2 E: _- x3 I2 X

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

# c$ ]9 ^, c6 ~) `6 m Q9 a

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

6 M, c K" W/ s5 I' W2 w, G4 E

6 q* r a* x3 J

ρA，ρB，…，ρn——各纯组分的密度，kg/m3；

, {* [5 V3 m5 p; m% e- B0 T& l4 t5 P

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

# h3 `1 e) O' Q6 d, n

ρm＝ρAφA＋ρBφB＋ρnφn

% ~, |5 Y5 C& {( F1 b/ D1 X

φA，φB，φn——气体混合物中各组分的体积分数，m3/m3。

3．流体的膨胀性和压缩性

7 i0 N/ u- ~, P8 B7 Q9 z

（1）膨胀性

& s! K0 c# }$ e3 r! R( p3 F0 r2 h

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。

; N5 D. y& p$ z( e

' A, ^7 R6 e }1 U4 q4 ]; R$ j

dT——流体温度的增量，K；

+ m3 @' h5 R( y+ z# T

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。

8 y6 t# l- U5 O$ x5 N, h

（2）可压缩性

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。

9 Y' D& k" B2 {5 E

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

. u1 R; A; h1 ?' b , D' ^- }, h/ b0 I+ y; p

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

3 o, Q7 z1 O& r# ?, y3 }5 A: z

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 {8 R5 a! [) e

②牛顿黏性定律

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 |( J6 @" s* h

负号表示τ与速度梯度的方向相反。

（2）流体的黏度

9 y8 _2 U- G, r! v- n

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。

) u+ `) \8 Z6 \" ]3 h* p6 F

运动黏度是指流体黏度μ与密度ρ的比值，以ν表示

5 W$ d4 V( g7 z4 O

c3 U- |6 Q3 A2 [1 _4 G- J- V

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

1St＝100cSt＝10－4m2/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 Z% f/ { E R, r6 r

（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。

二、流体静力学

1．静止流体的压力特性

（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。

; U# v( F& L, j3 ^

（2）静压力的特性

* t7 D0 n1 Z( @' I: }

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( g) u3 J) M0 C0 R: s

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。

9 c; K1 @, w: W

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

t- Y" J3 R+ [