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化肥生产工艺技术资料汇编二分公司工艺科二零一零年十一月份第一部分化工基础知识计算一、流体密度的计算：流体的密度：单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。其数学表达式为：ρ=M/V式中：ρ-----流体的密度，kg/m3；M-----流体的质量，kg；V-----流体的体积，m3；流体的密度一般可在物理化学手册或有关资料中查得，如果查得的数据不是以SI制表示的，可换算为SI制。(1)液体的密度：a.纯液体的密度ρ若知比重为d，则ρ=1000d；如：d笨=0.88，则ρ苯=880kg/m3b.液体混合物的密度ρm若某种液体是由N种不同的液体混合而成，其密度ρm可由下式计算：1/ρm=xA/ρA+xB/ρB+……+xN/ρN(2--2)式中：xA、xB、……xN-----各组分的质量分率。ρA、ρB、……ρN------各组分的密度。例2-1：已知20°C时水、甘油的密度分别为998kg/m3、1260kg/m3求50%甘油水溶液的密度。解：1/ρm=0.5/998+0.5/1260ρm=1114kg/m3(2)气体的密度：a.纯气体的密度ρ在气体的温度不太低，压力不太高的情况下，气体的密度可按理想气体状态方程式计算：ρ=PM/RT式中：M-----气体分子量；P-----气体的绝对压强；T-----气体的绝对温度；R-----气体常数，8.314kJ/kmol·Kb.气体混合物的密度ρm气体混合物的密度ρm的计算与纯气体的密度计算式类似，只不过将M改为Mm即可，而Mm为平均分子量，即ρm=PMm/RT而Mm=MAYA+MBYB+……+MNYN式中：MA、MB、……MN----各组分的分子量；YA、YB、……YN-----各组分的摩尔分率；二.流体静压强的计算：流体垂直作用于单位面积上的压力，称谓流体的静压强，其数学表达式为：P=F/A（2--5）式中：P-----流体的压强，N/m2或Pa；A-----作用面的面积，m2；F-----面积A上的作用力，N；在工业生产上，有时把压强也称为压力，请予以注意。在工业生产上，经常用到标准大气压和工程大气压，它们与常见的压强单位换算关系如下：1atm=101325Pa=760mmHg柱=10.33mH2O柱。1at=1kgf/cm2=9.81×104Pa=735.6mmHg柱=10mH2O柱。流体压强P除采用不同的单位来计量外还可根据不同的情况，用不同的方法来表示。绝对压强，或称为真实压，是以绝对零压为起点计算的压强。或真空为起点计算的压强。本课程中所有公式、方程中所指的压强，均为绝对压强，简称绝压。表压强，简称表压，是指以当时当地大气压为起点计算的压强。当所测量的系统的压强等于当时当地的大气压时，压强表的指针指零。即表压为零。真空度，当被测量的系统的绝对压强小于当时当地的大气压时，当时当地的大气压与系统绝对压之差，称为真空度。此时所用的测压仪表称为真空表。系统P>大气压时绝对压=大气压+表压系统P<大气压时绝对压=大气压-真空度三.流体比容的计算：单位质量流体的体积，称为流体的比容，数学表达式为：υ=V/M式中：υ----液体的比容，m3/kg；M-----流体的质量，kg；V-----流体的体积，m3显然，流体的比容是其密度的倒数，即：υ=1/ρ四、流体流量、流速及管径的计算：1、流量单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。一般有体积流量和质量流量两种表示方法。体积流量：单位时间内流过管道任一截面的流体体积，以符号V表示，单位为m3/s质量流量：单位时间内流过管道任一截面的流体质量，以符号w表示，单位为kg/s.2、流速单位时间内流体的质点在流动方向上流过的距离称为流速，以符号u表示，单位为m/s。粘性流体在管内流动时，任一截面上各点的流速沿管径而变化，管中心处流速最大，越靠近管壁，流速越小，在管壁处流速为零。为计算方便，通常所说的流速是指整个管道截面的平均流速，其表达式为：u=V/A式中：A-----与流动方向垂直的管道截面积，m2；V-----此截面的体积流量，m3/s；3、质量流量w,体积流量V，平均流速间的关系。质量流量与体积流量之间的关系为：w=Vρ而u=V/A即V=uA代入（2-13）有w=Vρ=Auρ即w、V、u之间的关系，它是流体流动的计算中常用的关系式之一。4、管径的选择d==式中：d-----管道内径，m；V------流体体积流量，m3/s；u------流体在管道内的流速，m/s；根据流量和流速，可算得管道内径，其中流量通常是为生产任务所决定，所以关键在于选择合适的流速。当流量V一定时，流速u越大，管径d越小，设备费...