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1、流体的密度p=巴单位kg/m3,单位质量流体所具有的体积，称为流体的比容。=,单位 是 kg/m3o某液体的密度夕与标准大气压4c (277K)时纯水密度夕水的比值，称为相对密度，s表示。流体的密度与温度和压力相关。温度对液体密度有肯定的影响，温度提升，其密度下降。流体内部任一点处均会受到四周流体对它的作用力，该力的方向总是与界面垂直称为压强,Fp =单位Pa, A是流体的作用面积。 A压力的表示方法一是肯定真空；真空度二大气压力-肯定压力。另一是大气压力；表压力二肯 定压力-大气压力。当压力以表压火真空度表示时，应用括号注明，如未加注明，则视为肯 定压力。流量 流体在管内流淌时，单位时间内流
2、经管到任一界面的流体量，成为流体的流量。用流 体体积计量称为体积流量；qv表示单位m3/s。用流体质量计量称为质量流量，qm表示单位 kg/so体积流量和质量流量的关系qm=qv p。流速 单位时间内流体在流淌方向上所留过的距离，称为流体的流速，以u表示单位m/S,u 二史，A流通截面积。d =、理，d是管道内径，mAV如流体的粘度随温度提升而减小，气体的粘度随温度提升而增大。压力变化时，液体的粘度基 本不变，气体的粘度随压力的增加而增加。若将液柱的上端面取在容器的液面上，设液面上方的压力为p。，液柱上下端面距离为h,作 用于下端的压力为P，则p=po+pgh静力学基本方程式的争论：1.当溶液
3、面上方的压力p。肯定时，精致液体内部任一点压力p 的大小与液体本身的密度夕和该点距液面的深度h有关。通常将压力相等的水平面称为等 压面2.当液面上方的压力p。变化时，液体内部各点的压力p也发生相应的变化。压力的测量常见的有U形管压差计、倒U形管差计、双液柱微差计和斜管压差计。在流体流淌过程中，任一截面上流体的压力、流量、流速等流淌参数只与位置有关，而不随 时间变化，像这种流淌参数只与空间位置有关而与时间无关的流淌，称为稳定流淌。互溶度对萃取操作的影响：通常物系的温度提升，B与S互溶度增加，反之减小。温度明显 地影响溶解度曲线的外形、联结线的斜率和两相区面积，从而也影响安排系数的大小和安排 曲线
4、的外形。一般来说，温度降低对萃取过程有利。但是温度的变化还是将引起物系其他物 理性质（密度、粘度）的变化，故萃取操作温度应作适当的选择。互溶度越小，可能达到的 最高萃取液浓度越大，越有利于萃取分别，可见，选择与原溶质B互溶度小的萃取剂，分别 效果好。萃取剂的选择应从以下几个方面考虑：（1）萃取剂的选择性及选择性系数夕 Xa/ XBk整理得尸二工 41说明锁获得的萃取相重溶质溶度较萃余相重的高，即祖坟A、B得到了肯定还程度的分别；/?=1说明经萃取后溶质A与原溶质B两组成之比未发生变化即达不到分别的目的，所选择的萃取剂是不相宜的。选择性系数尸为祖芬A、B的安排系数之比， 鼠值越大，ks值越小，选
5、择性系数酒越大，组分A、B的分别也就越简洁，相应的萃取剂 的选择性也就越好（2）萃取剂与原溶剂的互溶度（3）萃取剂回收的难易及经济（4）萃取 剂的物理性质流体在流淌时任一截面上的压力、力气、流速等流淌参数不及与位置有关，而且与时间有关, 像这种流淌参数既与空间位置有关又与时间有关的流淌，称为不稳定流淌。连续性方程 当流体在流淌系统中做稳定流淌时丁依据质量守恒定律，没单位时间内通过流 淌系统任一截面的流体质量（质量流量）都应相等，这就是流体流淌时的质量守恒。则物料JI衡算式 qmi=qm2 因 qm = uA/?故 qm =%A/ = u 2A2P?A = -7流淌系统的能量：1.流体本身具有的
6、能量（1）内能呢哦能是贮存于物质内部的能量，指物 体内部如分子、原子、电子等所含能量总和，其数量的大小取决于流体的状态，因此与流体 的温度有关，压力的影响一般忽视。单位质量（1kg）立体的内能用U表示，单位j/kg。（2） 位能位能是流体储于地球重力场中具有的能量。若质量为m的立体与基准水平的垂直距离为 z,则未能等于质量为m的泪流体在重力场中自基准水平面升举刀高度为z时所作的功即位能二mgz1kg流体的位能则为U = gz （j/kg） o 2.系统与外界交换的能量（1）功（2）m热（3）损失流量。对于稳定流淌系统，系统内的能量积累为零，所以依据能量守恒，得gZ| + + +We =gz2
7、+运+ ；u；+Zhf p 2p 2伯努利方程的争论：1.抱负流体的伯努利流体流淌时不产生流淌阻力，则流体的能量损失 Zhf=O,这种流体称为抱负流体，这种流体在稳定流淌过程中无外功加入（肌=0）则：gZ+ +1u；=gZ2+运2,静止流体伯努利方程 流体是静止的，则 p 2p 2ul=u2=0, f=0,若无外功加入WE,则：gZ1+ = gz,+也 整理得 P - PP2=Pi+2g（Z-Z2）= P+Agh 3.可压缩流体伯努利方程 流体密度夕应以两截面 间流体的平均密度夕.来代替。4.以单位重量流体计算基准的伯努利方程 z +P1 + 1 u2 + We-Z +P2+ 1 u2 + h
8、f令 H-We H -Zhf则Z| i I U n Z2 I II7 1V ile -， Mf 一火D四 2gg四 2ggggz、+- + u?+He=z. +- + ul+Hf工流体所获得的外加功能量损失 Pg 2g0g 2g伯努利方程应用：（1）作图与确定衡算范围（2）截面的选取（3）基准水平面的选取（4） 单位必需统一 应用举例：（1）确定管道中流体流量（2）确定设施的相对位置（3）确定设施的有效功率（4） 确定管路中流体的压力 流体的两种流淌类型：（1）层流（2）湍流 流体流淌形态的推断：（1）雷诺数Re =59（2）流体形态的推断当Re4000时，流淌为稳定的湍流；当&二200040
9、00时，不能确定流淌 时层流还是湍流，即可能是层流也可能是湍流，为过渡状态。就湍流而言，越大，流体湍 流程度越猛烈，流体中的漩涡和流体质点的随机运动就越猛烈。出4 附次士十件、品0m也日土1 七 一 nn j4x流通截面积直径d的确7E方法通吊用当事直径d0表不，即：de =、右、口足、/心 润湿周边长度离心泵是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心力对液体做工的流体运输机械。离心泵的主要构件有叶轮、泵壳和轴封，有些还有导轮等。泵壳上有两个接口，一个轴向接 吸入管，一个在切向接排出管在吸入管口装有一个单向底阀，在排出关口装有一个调整阀, 用来调整流量。叶轮是离心泵的核心部件，功能是将原动机械的机械能传
10、给液体，使液体的动能和静压能均 有所增加。依据叶轮是否有盖板可以将叶轮分为三种形式，即开式、半开式和闭式（有前盖, 效率最大）。依据叶轮的吸液方式可以将叶轮分为两种即单吸式叶轮与双吸式叶轮。叶轮上 的叶片有前弯叶片，径向叶片和后弯叶片三种。泵壳使叶轮与泵壳之间的流淌通道沿着叶轮旋转的方向渐渐增大并将液体导向排出管 导轮带有前弯叶片，叶片见渐渐扩大的通道使进入泵壳的液体的流淌方向渐渐转变，从而削 减了能量损失，使动能向静压能的转换更加有效彻底，导轮也是一个转能装置。轴封装置为了防止泵内液体沿空隙漏出泵外或空气沿相反方向进入泵内。常见的密封方式有 两种即填料函密封和机械密封。离心泵的工作原理：在离
11、心力的作用下液体被迫从叶轮中心向叶轮外缘运动，吸入口因液体 空出而程负压态，这样在吸入管两端就形成了肯定的压差，即吸入液面压力与泵吸入口压力 之差，只要压差过大，液体就会被吸入泵体内这就是离心泵的吸液原理；被叶轮甩出的液体, 在从中心向外缘运动的过程中，动能与静压能均增加了，流体进入泵壳后，泵壳内渐渐增大 的蜗形通道既有利于削减阻力损失，又有利于部分动能转化为静压能，达到泵出口时压力里 达到最大，禹是液体被压出离心泵，之就是离心泵的排液原理。由于泵体内布满气体而造成离心泵不能吸液（空转）的现象称为气缚现象离心泵的主要性能参数有送液力量，扬程、功率和效率等。离心泵铭牌上的流量是离心泵在 最高效率
12、下的流量，称为设计流量或额定流量。离心泵铭牌上的扬程是离心泵的额定流量下 的扬程。离心泵的扬程与被输送液体的升扬高度（被输送液体在输送过程被提升的高度）是 不同的，前者是泵做功，后者由输送人物打算的几何高度。离心泵铭牌上的轴功率是离心泵 在最高效率下的轴功率。离心泵铭牌上列出的效率是肯定转速下的最高效率。离心泵的特性曲线：（1）扬程一流量曲线 扬程随流量的增加而削减（2）轴功率一流量曲 线 轴功率随流量的增加而增加（3）效率一流量曲线 离心泵在流量为零时，效率为零， 随着流量的增加，效率也增加，当流量增加到某一数值后，在增加效率会下降。性能曲线是在293K和98. IkPa下以清水作为介质测定
13、的。被输送液体在泵体内气化在液化而造成离心泵不能正常工作的现象叫做离心泵的气蚀现象。气蚀的危害 发生气蚀时会产生噪声和引起震惊，流量、扬程及效率均会快速下降，严峻时 不能吸液。避开气蚀的方法就是研制泵的安装高度。离心泵的工作点是泵的特性曲线和管路提示曲线的交点Mo离心泵的流量调整方法：（1）通过阀门调整 转变泵出口阀门的开度（2）转变转速（3）转 变叶轮直径离心泵的操作要点：1.灌泵 启动前，使泵体内布满被输送液体的操作，用来避开气缚现象 2.预热3盘车4,开车 开车时，要先关闭出口阀，在起动电机。留意，关闭出口阀运转的 时间应尽可能短，以免泵内液体因摩擦而发热发生气蚀现象。5.调整流量 缓慢
14、的打开出口 阀，调整到指定流量6,检查7.停车 停车时，要先关闭出口阀，在关电机，一面高压倒灌, 造成叶轮反转。往复泵有自吸作用，因此不需要灌泵。操作挨次先打开空阀、进口阀、出口阀及旁阀等在启 动电机。齿轮泵适应输送高粘度及膏状液体。沉降与过滤是分别非均相物系常用的两种操作。混合物可分为两大类即均相混合物和非均相 混合物。沉操作时靠重力的作用，采用分别物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分别的 过程，在重力的作用下，发生的沉降过程成为重力沉降。沉降速度公式：u d2(A-P g ,18计算自由沉降速度的公式有两个条件：意识容器的尺寸远远大于颗粒的尺寸，否则器璧会对 颗粒的沉降有明显的阻
15、滞作用；二是颗粒不行过分细小，否则由于流体分子的碰撞将使颗粒 发生布朗运动。33沉降速度的计算：1.试差法2.用无量纲数群K值推断流型Ret =1=幺18/?18一、11/3则：K=d9 K大于2. 62小于69.1沉降在过渡区。R相平衡与汲取过程的关系：L判别过程的方向2.指明过程的极限3.计算过程的推动力。气相、液相汲取过程两相间的物质是如何传递的，它的步骤：L溶质由气相主体传递到相界 面，即气相内物质传递；2.溶质在界面上溶解，由气相转入液相，即界面上发生溶解过程; 3,溶质自界面被传递到液相主体，即液相内物质传递。分子集中由分子无规章热运动而引起的物质传递现象。对流集中在湍流主体中，凭
16、借流体质点的湍动于漩涡而引起的物质传递现象称为涡流现象。 对流集中指的是湍流主体与相界面的分子集中与涡流集中两种传质作用的总和。对流集中不 仅靠分子本身的集中作用，还借助主流流体的携带作用。对流集中速率比分子集中速率大得 多，对流集中速率主要取决于流体的湍流程度。双膜理论的基本论点：L相互接触的气液两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各有一有 效滞流膜层，分别称为气膜、液膜。汲取质以分子集中的方式通过此二膜层2.在相界面外, 气液两相达到平衡3.在膜层以外的气、液两相中心区，由于流体充分湍流，汲取质浓度是 匀称的，即亮相中心区浓度梯度皆为零，全部浓度变化几种在两相有效膜内。对于易溶气体，汲取速
17、率主要取决于气膜阻力，液膜阻力可以忽视。该汲取过程为气膜掌握。 相反，难溶气体则可以忽视气膜阻力，而只考虑液膜阻力，汲取过程为液膜掌握。介入易溶 与难溶之间的气体，汲取过程为双膜掌握。在塔内任一截面上，溶质在气相中德实际浓度总是高于其接触的液相平衡浓度，所以汲取操 作线必位于平衡线上方。反之，若操作线位于平衡线下方，则进行解吸（脱吸）过程。操作线的斜率L/V称为“液气比”，是溶剂与惰性气体摩尔流量的比值。它反映单位气体处 理量的溶剂耗用量大小。在此V值应经确定，故削减溶剂用量L,操作线的斜率就要变小， 点B便沿水平线Y二Y向右移动，其结果是使出塔汲取液的浓度加大，而汲取推动力相应减 小。若溶剂
18、用量减小到恰使点B 一至Y二Y与平衡线的检点B*时，XFXel.意即塔底流出的汲取 液与刚进它的混合气达到平衡，这是理论上汲取液所能达到的很高浓度，但此时过程的推动 力已变为零，因而需要无限大的相际传质面积。汲取剂的入口条件包括流量L、温度T、含量X2三大要素。增大溶剂用量，操作线斜率增大, 出口气体含量下降，平均推动力增大；降低溶剂温度，气体溶解度增大，平衡常数减小，平 衡线下移，平均推动力增大；降低溶剂入口含量，液相入口处推动力增大，全塔平均推动力 亦随之增大。解吸方法：（1）气提解吸（2）减压解吸（3）加热解吸（4）加热-减压解吸。在工程上往往 是先升温再就爱你呀至常压，最终再采纳气提法
19、解吸。A = 上称为汲取因子，它是操作线斜率与平衡线斜率的比值，无量纲。Vm填料汲取塔中德填料可分为两大类：整砌（规章排列）填料和乱堆（散装）填料。选择汲取剂考虑以下方面：1.溶解度要大，以提高汲取速度并削减汲取剂的用量；2.选择性 要好、对溶质组分以外其他组分的溶解度要很低或基本不汲取；3.挥发度要低，以削减汲取 和再生过程中汲取剂的挥发损失;4.操作温度下汲取剂应具有较低的粘度，且不易产生泡沫, 以实现汲取塔内良好的气流接触状况；5.对设施腐蚀性小或无腐蚀性，尽可能无毒；6.此外 要考虑价廉、易得、化学稳定性好，便于再生，不易燃烧等经济和平安因素。吸附是采用某些多孔性固体具有能够从流体混合
20、物中选择性地在其表面上分散肯定的力量, 使混合物中各组分分别的过程。吸附可分为物理吸附与化学吸附。物理吸附特征为：1.吸附质和吸附剂间不发生化学反应, 低温就能进行；2,吸附一般没有选择性，对各物质说，只不过是分子间力的大小不同，与吸 附剂分子间力大的物质首先被吸附；3.吸附为芳儿反应，因此低温有利于吸附，吸附过程所 放出的热量称为该物质在此吸附表面上的吸附热；4.吸附剂与吸附质间的吸附力不强，当系 统温度提升或流体中吸附质浓度（或分压）降低时，吸附质能很简洁地从固体表面逸出，而 不转变吸附质原来性状；5.吸附速率快，几乎不要活化能。化学吸附特征为：1 ,吸附有很强 的选择性，仅能吸附参加化学
21、反应的某些物质；2.吸附速率较慢，需要肯定的活化能，达到 吸附平衡需要的时间长；3.提升温度可以提高吸附效率，宜在较高温度下进行。再生方法有加热解吸再生、降压或真空解吸再生、置换再生、溶剂萃取再生、化学氧化（生 物）再生。吸附剂的基本特征：1.大得比表面积；2.具有良好的选择性；3.吸附容量大；4.具有良好的 机械强度和匀称的颗粒尺寸；5.有良好的热稳定性及活血稳定性；6.有良好的再生性能。影响吸附的因素：1.操作条件（低温有利于物理吸附，升温有利于化学吸附。温度对气相吸 附的影响比对液相吸附的影响大。对于气体吸附，压力增加有利于吸附，压力降低有利于解 吸。）；2.吸附剂的性质；3.吸附质的性
22、质与浓度（相对分子质量越大、分支极性越强、溶解 度越小，越易被吸附。吸附质浓度越高，吸附量越少。）；4.吸附剂的活性；5.接触时间；6. 吸附剂的性能。溶质的溶解度越小，吸附量越大；温度越高，吸附量越低。通常吸附质被吸附剂吸附的过程分三步：L吸附质从流体主体通过吸附剂颗粒四周的滞流膜 层以分子集中与对流集中的形式传递到吸附剂颗粒的外表面，成为外集中过程；2.吸附质从 吸附剂颗粒在外表面通过颗粒上的微孔集中进入颗粒内部，到达颗粒的内部表面，称为内集 中过程；3.在吸附剂的内表面上吸附质被吸附剂吸附，称为表面吸附过程。液-液萃取是分别均相液体混合物的一种单元操作，又称溶剂萃取，简称萃取或抽提，它是
23、 采用液体混合物中各组分在所选定的溶剂中溶解度的差异而使各族组分分别的操作。完整的液-液萃取过程可分为：1,原料液与萃取剂充分混合，使溶质由原溶剂中转溶到萃取 剂中；2.萃取相和萃余相的分别；3.回收萃取相和萃余相中的萃取剂，使之循环使用，同时 到的产品。萃取操作的特点：1.萃取分别液体混合物的依据是采用混合物中各组分在萃取剂中放入溶解 度的差异；2.萃取过程本身并未直接完成分别任务，而是将较难分别的液体混合物，借助萃 取剂的作用，转化为较易分别的液体混合物；3.萃取过程是溶质从一个液相转移到另一个液 相的相际传质的过程，所以要求两相必需具有肯定的密度差，以利于相对流淌与分层。按原料液和萃取剂
24、的接触方式分两类：单级式接触萃取和连续性接触萃取。三角形相图：xA、xB、xS表示溶质A、原溶剂B和萃取剂S的质量分数。三角形的三个顶点 分别表示三个纯组分习惯上以三角形上方顶点A表示纯溶质，三角形左下方顶点B表示纯原 溶剂，右下方顶点表示纯萃取剂S。三角形中任一条边上的任一点，表示该边两端点所代表 的组分所组成的二元混合液，不含第三组分。三角形内任意点代表一个三元混合液。萃取操作中各组分的互溶性，可将三元物质分为以下三种状况：1.溶质A可完全溶于B及S, 但B与S不互溶；2.溶质A可完全溶于B及S,但B与S为部分互溶；3.溶质A可完全溶于 B,但A与S、B与S为部分互溶。溶解度曲线将三角形分为两个区域，曲线以内的区域为两相区，只要三元物质的组成点落在 此区域内，混合液分成两个液相；曲线以外的区域为均相区（或单相区），在此区域内的混 合液为一匀称的液相。安排系数kA表示了溶质在两个平衡液相中的安排关系。kA值越大，萃取分别的效果越好。