际单位制中的单位是由基本单位、辅助单位(平面角和立体角)导出单位构成的,分别列于表0-1、0-2、0-3
表0-1 国际单位制的基本单位
单 位 名
量 的 名 称
称
长 度 质 量 时 间 电 流 热力学温度 物质的量
米 千 克 秒 安 培 开尔文 摩 尔
符 号
m kg s A K mol 单
位
表0-2 国际单位制中具有专门名称的导出单位
单 位
量 的 名 称
名 称
频率 力;重力
压力(压强),应力 能量,功,热 功率 摄氏温度
赫兹 牛顿 帕斯卡 焦耳 瓦特 摄氏度
符 号
Hz N Pa J W ℃
示例 s-1 ㎏·m/s2 N/m2 N·m J/s *
单 位
其它表示式
表0-3 CGS制与工程制的基本单位
量的名称
CGS制
长度 质量 时间 温度 长度 力
工程制 时间 温度
单位符号 cm g s ℃ m kgf s ℃
同一物理量若用不同单位度量时,其数值需相应地改变。这种换算称为单位换算。法定计量单位刚实行不久,由过去的CGS和工程单位制过渡到全部使用法定单位,还需要一段时间。因此,必须掌握这些单位间的换算关系。单位换算时,需要换算因数。化工中常用单位的换算因数,可从本教材附录中查得。要特别注意工程单位制中的“力”的单位kgf与国际单位制中“力”的单位N之间的换算关系。
[例0-2] 已知1atm =1.033kgf·cm-2,试将此压强换算为SI单位。
-2
1kgf=1kg×9.81m·s=9.81N
所以,1atm =1.033×9.81N(10
-2
m)
-2
=1.013Nm
-2
第一章流体的流动
在化工生产中所处理的物料大部分都是处于液态和气态状况下,这种状态下的物体通称为流体。
1)流体及其特征
定义: 液体和气体统称为流体。 特征: 具有流动性; 无固定形状,随容器的形状而改变; 在外力作用下内部发生相对运动.
2)连续介质模型
流体是由无数流体质点连续组成,流体质点与分子自由程比充分地大,体现了宏观性质,同时液体质点对所考虑工程问题的尺度来说,又是充分地小,体现了“点”位置流体性质。
在化工生产中所处理的物料有很多是流体。根据生产要求,往往需要将这些流
体按照生产流程从一个设备输送到另一个设备。化工厂中,管路纵横排列,与各种类型的设备连接,完成着流体输送的任务。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,而且流体流动状态对这些单元操作有着很大影响。为了能深入理解这些单元操作的原理,就必须掌握流体流动流动的基本原理。因此,流体流动的基本原理是本课程的重要基础。 流体流动是在化工生产中的一个基本过程,在化工生产中常见的流体流动如下:
1) 流体输送
研究流体的流动规律以便进行管路的设计、输送机械的选择及所需功率的计算。
2) 压强、流速、流量的测量
为了了解、控制生产过程,需对压强、流速、流量等一系列参数进行测定,而这些测定多以流体静止或流动规律为依据。
3) 为强化设备提供适宜的条件
化工设备中传热、传质等单元操作大多是在流动条件下进行,故流体流动对这些过程有重要影响。
第一节流体静力学方程
流体静力学(fluid static) 是研究流体在外力作用下处于静止或平衡
状态下其内部质点间、流体于固体边壁间的作用规律 。流体静力学与流体的密度、压强等性质有关,下面先介绍这些性质。
1-1.1密度
1.密度的定义及表达式 单位体积流体的质量,称为流体的密度,其表达式为
ρ=m/v (1-1)
式中 ρ――流体的密度,kg/m3;
m――流体的质量,kg; V――流体的体积,m3。
气体因具有可压缩性及膨胀性,气体的密度随压力和温度发生变化:ρ=f(P,T),,通常在温度不太低,压力不太高的情况下,气体的密度可近似理想气体状态方程式进行计算:
ρ=PM/RT (1-2)
式中:P—气体的压力;[kPa] T--气体的绝对温度;[K]
M--气体分子的千摩尔质量;[kg/kmol] R—气体常数,8.314[kg/kmol·K]
若在所给温度、压力条件下气体偏离理想气体较大,则应用上式进行计算时需加以校正。
ρ=ρ0 (p/p0)(T0/T) (1-3) 化工生产中所遇到的流体,往往是含有几个组分的混合物,其密度计算如下: 对于液体混合物,各组分用质量分率表示。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的密度ρm。即:
(1-4)
3
式中── 液体混合物中各纯组分的密度, kg/m
── 液体混合物中各组分的质量分率。
相关推荐: