• 03-232021
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      ? 晋升工程师 第三局部 医药工程专业学问—— 三、制药工程道理与装备 一.流体活动 1. 流体的密度、压强、流体静力学根本方程式及操纵 ★ (1)流体的密度:单元体积流体具有的质料,ρ= m/V 单元:kg/m3 式中,m—流体的质料,kg;V—流体的体积,m3 密度有差别的单元,SI 制中

      ? 晋升工程师 第三局部 医药工程专业学问—— 三、制药工程道理与装备 一.流体活动 1. 流体的密度、爱趣彩压强、流体静力学根本方程式及操纵 ★ (1)流体的密度:单元体积流体具有的质料,ρ= m/V 单元:kg/m3 式中,m—流体的质料,kg;V—流体的体积,m3 密度有差别的单元,SI 制中单元为 kg/m3,物理单元制中为 g/cm3,工程单元制中为 kgf.s2/m4, 其换算相干为:1g/cm3 =103 kg/m3 =102 kgf.s2/m4 ①液体的密度:液体可视为弗成压缩流体。相对密度是液体正在某温度时的密度与法式大气压 下 4℃时水的密度的比值,即 s =ρ/ρH2O =ρ/1000 式中,s-液体的相对密度,kg/m3;ρH2O-法式大气压下 4℃时水的密度的比值,1000 kg/m3 ? 1 ? x1 ? x 2 ? .... ? x n ? n x i ?m ?1 ?2 ? n ? i?1 i 式中,ρm—搀和液的密度,kg/m3;ρi—搀和液中组分 i 的密度,kg/m3;xi—搀和液中组分 i 的质料分数。 ②气体的密度:液体为可压缩流体,其密度随温度和压力而变。当压力不太高(临界压力以 下)、温度不太低(临界温度以上)时,气体可视为理思气体,则 pV ? nRT ? m RT M 则 ? ? m ? pM V RT 式中,p—气体的压力,kPa;V—气体的体积,;T—气体的温度,K;n—气体物质的量, kmol;M—气体的摩尔质料,kg/kmol;R—摩尔气体常数,8.314kJ/(kmol.K) 法式形态(T=273.15K,p0=101.325kPa)下,理思气体的密度 ρ0 为 ?0 ? pM ? M RT 22.4 ? ? ? n ?m ? ?1y1 ? ?2 y 2 ? ... ? ?n y n ? ?i yi i?1 或 ?m ? Mm ? 22.4 p p0 ? T0 T 式中,ρm—气体搀和物的密度,kg/m3; ρi—同温同压下组分 i 独立存正在时的密度,kg/m3; yi—气体搀和物中组分 i 的体积分数; n ? Mm—气体搀和物的均匀摩尔质料, M m ? ?M i yi ? i ?1 式中,Mi—气体搀和物中组分 i 的摩尔质料,kg/kmol。 (2)流体的压强:流体笔直效率于单元面积上的力,p = F/A,单元:Pa 式中,F—笔直效率于流体外面上的压力,N;A—效率面的面积,m2 ①正在 SI 制和法定单元制中,压强的单元为 Pa,其他单元如物理大气压(atm)、工程大气压 (kgf/cm2)、液柱高度(mmHg、mmH2O)、巴(bar)等,其换算相干为 1atm =760mmHg =1.033kgf/cm2 =10.33mH2O =1.0133bar =1.0133×105Pa 1Mpa =103kPa =106Pa =109mPa ②压健壮小常以绝对真空或外界大气压为基准来计量。以绝对真空(零压)为基准测得的压 力称为绝对压力,它是流体的的确压力。 ⅰ) 当被测流体的压强高于外界的大气压强时,采用压强外举行丈量,其读数反响了被测流 体高于外界大气压强的数值,称为外压强,即:外压(强)= 绝对压强-大气压强 ⅱ) 当被测流体的压强低于外界大气压强时,采用真空外举行丈量,其读数反响了被测流体 的绝对压强低于外界大气压强的数值,称为真空度,即:真空度 = 大气压强-绝对压强 (3)流体静力学根本方程式:描摹静止流体内部压力蜕变纪律的数学外达式。 如右图所示,容器内装有密度为 ρ 的液体,液体能够为是弗成压缩流体,其密度不随压力变 化。正在静止液体中取一段液柱,其截面积为 A,以容器底面为基准程度面,液柱的上、下端 面与基准程度面的笔直隔绝分歧 Z1 为和 Z2。效率正在上、下两头面的压强分歧为 p1 和 p2。重 力场中正在笔直目标上对液柱举行受力分解:①上端面所受总压力 P1=p1A,目标向下;②下 端面所受总压力 P2=p2A,目标向上;③液柱的重力 G=ρgA(Z1-Z2),目标向下。 液柱处于静止时,上述三项力的协力应为零,即:p2A-p1A-ρgA(Z1-Z2)=0 则 p2 = p1 +ρg(Z1-Z2) 若将液柱的上端面取正在容器内的液面上,设液面上方的压力为 p0,液柱高度为 h, 则 p2 = p0 +ρgh (3)流体静力学根本方程式的操纵 ① 压强与压强差的丈量:U 形管压差计、斜管压差计、微差压差计 ② 液位丈量 a. 近隔绝液位丈量: h2 ? h1 ? ?? A ? ?B ? R ?B 式中,h1— 平均小室内的液位,爱趣彩即容器内页面首肯达到的最高液位,m; h2— 容器内的液位,m; ρA— 指示液的密度,kg/m3; ρA— 容器内液体的高度,kg/m3; b. 近隔绝液位丈量: h ? ?A R ?B 式中,ρA— U 形管压差计内指示液的密度,kg/m3; ρB— 贮罐内液体的高度,kg/m3; ③ 液封高度的估量 h ? p1 ?H 2O g 式中,h— 液封管插入页面下的深度; p1—装备内首肯操作压力,即外压 2. 流量、流速的观点及公式,稳态活动与非稳态活动 ★ (1)流量 ① 体积流量 Vs:单元韶华内流体流经管道任一截面的体积,单元为 m3/s。 ② 质料流量 Ws:单元韶华内流体流经管道任一截面的质料,单元为 kg/s。 两者相干为 Ws =ρVs (2)流速 ① 均匀流速 μ:单元韶华内流体正在活动目标高超过的隔绝,单元为 m/s。 μ=Vs/A = Ws/ρA 式中,A—与活动目标相笔直的管道截面积,m2。 ② 质料流速 G:单元韶华内流体流经管道单元截面积的质料,单元为 kg/m2.s。 两者相干为 G= Ws/A =ρVs/A =ρμ (3)稳态活动:正在流体活动体系中,若任一点的温度、压力、流速等与活动相闭的参数