化工原理課件

化工原理

PrinciplesofChemicalEngineering緒論化工原理研究內(nèi)容化工生產(chǎn)中常見的一些問題：在什么條件下所期望的化學(xué)反應(yīng)才能發(fā)生？反應(yīng)的速率將會(huì)是多大？不期望的反應(yīng)（副反應(yīng)）速率又會(huì)是多大？轉(zhuǎn)化率為多少？通過什么樣的工程方法和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)其工藝過程？怎樣才能從工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益？如何提供反應(yīng)所需的熱量及使用反應(yīng)放出的熱量？反應(yīng)物如何供給、產(chǎn)物又如何分離？化工原理是一門以介紹化工生產(chǎn)中各主要單元操作為基礎(chǔ)知識(shí)的課程化工生產(chǎn)定義：有目的的使原料經(jīng)過一系列的化學(xué)或物理變化，獲得產(chǎn)品的工業(yè)過程。內(nèi)容包括：化學(xué)反應(yīng)過程：在反應(yīng)器中進(jìn)行，是反應(yīng)工程研究的內(nèi)容單元操作：包括流體輸送、加熱、蒸餾等，在化工生產(chǎn)中占據(jù)重要地位；單元操作與其相關(guān)設(shè)備是化工原理研究的主要內(nèi)容單元操作

定義：化工生產(chǎn)中不進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的步驟分類：按照物理作用原則，可分為三類[圖]動(dòng)量傳遞過程：遵循流體力學(xué)基本規(guī)律熱量傳遞過程質(zhì)量傳遞過程：如吸收、蒸餾、萃取、吸附、離子交換等攪拌流態(tài)化氣體液化液體汽化蒸發(fā)濃縮加熱冷卻結(jié)晶精餾液液萃取氣液吸收噴霧干燥動(dòng)量傳遞質(zhì)量傳遞熱量傳遞過濾與沉降流體輸送氣固吸附化工原理的發(fā)展

第一本教材：1913年，美國麻省理工學(xué)院，PrinciplesofChemicalEngineering

我國于1940年引入，現(xiàn)已成為化工、生工類各專業(yè)的主干課程幾個(gè)主要概念

物料恒算：見例1根據(jù)質(zhì)量守恒定律，一定時(shí)間t內(nèi)，輸入的物料質(zhì)量=輸出物料質(zhì)量+積存或：ΣF=ΣD+A

在很多情況下，過程中并無物料積存（穩(wěn)定過程），此時(shí)：輸入=輸出

能量恒算：見例2以熱量恒算比較多見，注意基準(zhǔn)溫度的選定

ΣHf+q=ΣHp+Aq例1：濕物料原來含水16%（質(zhì)量%），在干燥器中干燥至含水0.8%，試求每噸物料干燥出的水量。解：1.繪流程圖。濕物料干物料2.劃定恒算范圍：用一圈封閉虛線表示，以虛線為界，以箭頭表示物流方向，凡是穿越邊界指向內(nèi)的，都屬于輸入項(xiàng)，反之，屬于輸出項(xiàng)。3.規(guī)定恒算基準(zhǔn)：本題中以物料的含水量作為基準(zhǔn)。含水16%含水0.8%4.列出算式求解：設(shè)每噸物料干燥出的水量為XX1000×16%=（1000-X）×0.8%+XX=153Kg例2：1大氣壓下苯的飽和蒸汽（80.1℃）在換熱器中冷凝并冷卻到70℃。冷卻水于30℃下送入，于60℃下送出。求每千克（重量）苯蒸汽需要多少冷卻水。1大氣壓下苯的汽化潛熱為393.9KJ/Kg，在70~80℃內(nèi)的平均比熱為1.93KJ/Kg·℃，在0~70℃內(nèi)的平均比熱為1.76KJ/Kg·℃

。解：換熱器80.1℃，苯（g）70℃，苯（l）30℃,水60℃,水本題選擇0℃下的液態(tài)苯作為基準(zhǔn)，設(shè)冷卻水的用量為xKg。查書本P451附錄“水的物理性質(zhì)”查得：30℃時(shí)水

H1

=125.6KJ/Kg，60℃時(shí)水H2=251.2KJ/Kg。換熱器80.1℃，苯（g）70℃，苯（l）30℃,水60℃,水

80.1℃，苯（l

）輸入:1)80.1℃時(shí)苯的焓差（冷凝熱）：Q1=1393.9=393.9KJ2)80℃下液態(tài)苯的焓：H2=1[1.76(70-0)+1.93(80-70)]=142.5KJ3)30℃下冷卻水的焓：H3=125.6x輸出：1)70℃下苯的焓：H4=11.76(70-0)=123.20KJ2)60℃下冷卻水的焓：H5=251.2x輸入=輸出，即Q1+H2+H3=H4+H5，125.6x=413.2x=3.3Kg思考題：采用兩個(gè)連續(xù)操作的串聯(lián)的蒸發(fā)器濃縮NaOH溶液。每小時(shí)有5噸12%（質(zhì)量%）NaOH溶液進(jìn)入第一個(gè)蒸發(fā)器濃縮到20%后輸送到第二個(gè)蒸發(fā)器，進(jìn)一步濃縮成50%的溶液而排出。（1）試分別求出兩個(gè)蒸發(fā)器每小時(shí)蒸發(fā)的水量及從第二個(gè)蒸發(fā)器送出的濃溶液量；（2）若蒸發(fā)器1用0.18MPa的水蒸汽加熱，冷凝水在飽和溫度下排出，原料液入口溫度為20℃，在器內(nèi)的沸點(diǎn)為70℃，溶液比熱為3.8KJ/Kg·℃，熱損失為3×105

KJ/h，溶液的濃縮熱可以忽略，求所需要的水蒸汽量。（2）解：分別求出每小時(shí)輸入和輸出蒸發(fā)器的熱量，均以0℃的液態(tài)為基準(zhǔn)。則查P452-P453”飽和水蒸氣表”可知加熱蒸汽的焓H1=2704KJ/Kg，蒸發(fā)出的蒸汽的焓（70℃）H2=2624KJ/Kg，0.18MPa下飽和水的焓489KJ/Kg。輸出：1）濃液的焓：Q1=30003.8(70-0)=7.98105KJ/h2）蒸發(fā)蒸汽的焓：Q2=20002624=52.48105KJ/h3）冷凝水的焓：Q3=489xKJ/h4）熱損失:Q4=3105KJ/h輸入：1）原料液的焓：Q5=50003.8(20-0)=3.8105KJ/h2）加熱蒸汽的焓：Q6=2704xKJ/h輸入=輸出：Q5+Q6=Q1+Q2+Q3+Q4

3.8105+2704x=(7.98+52.48+3)105+489x

x=2693Kg/h

過程的平衡與速率—分析單元操作的兩個(gè)基本方面過程平衡：說明過程進(jìn)行的方向和所能達(dá)到的極限

H2O含NH3空氣含NH3的H2O含NH3空氣平衡H2ONH3過程推動(dòng)力過程阻力過程速率=

過程速率：表示過程進(jìn)行的快慢當(dāng)體系處于不平衡狀態(tài)時(shí)，過程就將進(jìn)行小結(jié)

要求掌握“單元操作”的概念掌握“質(zhì)量恒算”與“能量恒算”的概念，并能進(jìn)行習(xí)題的運(yùn)算第一章

流體力學(xué)與應(yīng)用前言

流體：化工過程處理加工的對(duì)象，包括氣體和液體。流體輸送：化工過程中最普遍的單元操作之一。本章學(xué)習(xí)內(nèi)容：與流體輸送有關(guān)的基本原理。流體的連續(xù)性流體質(zhì)點(diǎn)與連續(xù)性質(zhì)點(diǎn)：保持流體宏觀力學(xué)性質(zhì)的最小流體單元，是由大量分子構(gòu)成的集團(tuán)（又稱微團(tuán)）；其幾何尺寸大大大于分子，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于管路或容器的幾何尺寸。連續(xù)性：流體是由無數(shù)的彼此相連的流體質(zhì)點(diǎn)組成，是一種連續(xù)性介質(zhì)，流體內(nèi)部無數(shù)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的總和，構(gòu)成了流體流動(dòng)，因此流體的物理性質(zhì)及運(yùn)動(dòng)參數(shù)也應(yīng)是連續(xù)分布的。適應(yīng)范圍：除分子密度稀薄的高真空下不能成立，其余情況都能成立。流體流動(dòng)微觀：流體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)部還有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，流體分子間間隙較大，有自由活動(dòng)的空間流體不連續(xù)，運(yùn)動(dòng)無規(guī)則宏觀：流體的流動(dòng)是連續(xù)的，有規(guī)律的，是人們研究的重點(diǎn)選取流體質(zhì)點(diǎn)作為觀察對(duì)象流體的特征

特征：流體分子間距離較大，當(dāng)受到外部剪切力作用時(shí)，易變形產(chǎn)生流動(dòng)分類

可壓縮流體：通常為氣體，密度變化較明顯不可壓縮流體：液體（外壓很大情況下除外），壓力改變對(duì)密度影響很小的流體作用在流體上的力

質(zhì)量力：作用于每個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)上，在數(shù)值上與加速度相等表面力：作用于流體接觸面上的力，并與接觸面積成正比分類切向力：也稱為剪力法向力：也稱為總壓力剪應(yīng)力

：單位面積上受到的剪力，由流體粘性引發(fā)（靜止流體無）。壓強(qiáng)p：單位面積上受到的總壓力。牛頓粘性定律u5u4u3u2u1yyuFU=0

yu5u4u3u2u1dudyu在兩塊面積很大，間距很小的平板間充滿液體，剪應(yīng)力τ與上下兩板間速度隨距離的變化率成正比。ΔuΔyF=Aτ=

AμΔuΔy如右圖，流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，Δu與Δy的關(guān)系不成直線。則將寫成(速度梯度)：

ΔuΔydudydudy牛頓粘性定律：F=±μAdudyF=Aτ=A

μ粘度記作μ，Pa·s，cgs制中單位為g·s·

cm-1，稱為“泊”。

1Pa·s=10P(泊)=1000cP(厘泊)粘度是流體的運(yùn)動(dòng)屬性，只有在運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出來，其大小表示流體粘性大?。混o止流體無粘性。液體粘度隨溫度上升減小，氣體粘度隨溫度上升增加。流體靜力學(xué)

流體的密度壓強(qiáng)及其表示方法流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)基本方程在工程中的應(yīng)用流體的密度

定義：單位體積流體的質(zhì)量，記為ρ，Kg·m-3。對(duì)理想氣體：理想氣體狀態(tài)方程：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氣體密度：對(duì)理想氣體混合物：對(duì)混合液體：成立條件：忽略混合前后體積的變化比體積（比容）：υ=1/ρ，m3·Kg-1

相對(duì)密度（比重）：d=

ρ/ρ水，4℃,無因次準(zhǔn)數(shù)ρ==

mVMpRTM22.4MP0RTρ0==ρ==

ρ0pp0T0TM22.4pp0T0TM=y1M1+y2M2+…+ynMn1ρm

=++…+ω1

ρ1ρ2ω2

ωn

ρn壓強(qiáng)

流體壓強(qiáng)：流體垂直作用于單位面積上的力，Pa，cgs制中，單位為Kg(f)·cm-2。常用單位之間換算關(guān)系：1atm=101300Pa=101.3Kpa=10330Kg(f)?m-2=1.033Kg(f)?cm-2=10.33(mH2O)=760mmHg

壓強(qiáng)的表示方法

P表=P絕-Pa

絕對(duì)壓強(qiáng)比大氣壓高出的值

P真=Pa-P絕絕對(duì)壓強(qiáng)比大氣壓低的值P=0P0真空度表壓絕壓（實(shí)際大氣壓）注意：1.壓強(qiáng)數(shù)值用表壓或真空度表示時(shí)，應(yīng)分別注明，如：200KPa（表壓），700mmHg（真空度）；若未注明，便視為絕對(duì)壓力。2.記錄真空度或表壓時(shí)，應(yīng)注明當(dāng)?shù)卮髿鈮?；若未注明，便認(rèn)為大氣壓強(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。流體靜力學(xué)方程如右圖：P1=P0+ρg(Z0-Z1)P2=P0+ρg(Z0-Z2)則：P2-P1=ρg(Z1-Z2)（1）

P=P0+ρgh

（2）（1）式中，若Z1=Z2，則P1=P2。等壓面：同一水平面上各點(diǎn)壓強(qiáng)相等。結(jié)論：靜止流體內(nèi)任意兩平面的壓強(qiáng)差是由兩平面的高度差別引起的，流體密度一定時(shí)，h↑,ΔP↑。P0P1P2Z1Z0Z2

上述結(jié)論成立條件：流體密度必須為常數(shù)。液體密度一般為常數(shù)；氣體密度隨高度的變化可忽略，視為常數(shù)。

P2-P1=ρg(Z1-Z2)→Z1+(P1/ρg)=Z2+(P2/ρg)，若設(shè)P/ρg為靜壓能，Z為位能，則靜止流體中任一平面的位能與靜壓能之和為常數(shù)。流體靜力學(xué)基本方程在工程中的應(yīng)用

流體壓強(qiáng)的測量—液柱壓差計(jì)指示液液體A：與被測流體不互溶，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且ρA>ρ。

雙液體U形管微差計(jì)指示液A和B：密度相近，不互溶，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。液封高度計(jì)算液位測量適用范圍：兩點(diǎn)間壓強(qiáng)差小，而流體與指示液的密度差較大。計(jì)算公式：P1-P2=(ρA-ρC)Rg

流體流動(dòng)現(xiàn)象

流動(dòng)過程與基本概念穩(wěn)定流動(dòng)：維持水平面高度不變，則排水管中每一截面的水平均速度恒定，不隨時(shí)間而變化，各點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)（如：u，P，ρ）只隨位置變化而變化。又稱定態(tài)流動(dòng)。

不穩(wěn)定流動(dòng)：與上相反。又稱非定態(tài)流動(dòng)?；どa(chǎn)中，大多數(shù)流動(dòng)為穩(wěn)定流動(dòng)。

流線與流管

概念辨析流線：描述瞬時(shí)經(jīng)過流場某一點(diǎn)的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的流速變化，表示同一時(shí)間、不同質(zhì)點(diǎn)的速度方向。軌跡線：同一質(zhì)點(diǎn)在連續(xù)瞬間的位置。

流線特征：流線不能相交；流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)不能穿越流線。流管：在流場中取一封閉曲線，過此曲線上每一點(diǎn)作流線，流線組成的管狀表面稱為流管。流量與流速

流量：單位時(shí)間內(nèi)流過管截面的流體量，分為體積流量（qv,m3/s）和質(zhì)量流量（qm,Kg/s）。其中：qm=ρqv。通常，流量大小由生產(chǎn)任務(wù)決定。

平均流速u：單位時(shí)間內(nèi)單位截面面積流過的流體體積，簡稱流速(u,m/s)，u=qv/A。

質(zhì)量流速G：G（Kg/m2?s）=

ρu。

流量、平均流速和質(zhì)量流速間的關(guān)系

流速經(jīng)驗(yàn)范圍：液體：0.5—3m/s；氣體：10—30m/sqmqvuG流動(dòng)型態(tài)

層流與湍流層流：流體質(zhì)點(diǎn)作平行管軸運(yùn)動(dòng)，無碰撞，又稱滯流。湍流：流體質(zhì)點(diǎn)在沿管軸作主流運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其他各方向作隨機(jī)脈動(dòng)，從而相互碰撞混合，又稱紊流。

判斷依據(jù)：雷諾數(shù)Re雷諾數(shù)

流動(dòng)型態(tài)的影響因素流體性質(zhì)：ρ、μ設(shè)備尺寸：d流速：umrduRe=穩(wěn)定型態(tài)mrduRe=粘性力慣性力==duumr2Re<2000，層流區(qū)Re>4000，湍流區(qū)2000<Re<4000，過渡區(qū)（不穩(wěn)定，總要轉(zhuǎn)變）abr2r1非圓形截面管道的當(dāng)量直徑de4=

=流體浸潤周邊流通截面積4

RHd代表圓管尺寸，對(duì)非圓形管路要用當(dāng)量直徑de表示。湍流的特征

脈動(dòng)：指瞬時(shí)速度變化不規(guī)則，總在某一平均值作上下波動(dòng)。脈動(dòng)速度：瞬時(shí)速度對(duì)時(shí)均速度的偏離，其時(shí)均值為零。ut’uxux’層流管內(nèi)速度分布

層流的數(shù)學(xué)分析在管中心處：r=0，則平均速度和最大速度的關(guān)系：

哈根-泊謖葉方程

湍流管內(nèi)速度分布

經(jīng)驗(yàn)公式：平均流速與最大速度的關(guān)系

可見，Re越大，速度分布越均勻。流體在作湍流流動(dòng)時(shí)，近管壁薄層流速很小，作層流流動(dòng)，稱層流底層。邊界層流體速度梯度集中在管壁附近，則剪應(yīng)力也集中在管壁附近。而遠(yuǎn)離壁面處流體速度變化小，作用于流體與壁面的剪應(yīng)力可忽略不計(jì)，視作理想流體。邊界層：從近壁面處流速為0到流速為99%u∞(主體流速)的流體之間的區(qū)域。

進(jìn)口管長度：從邊界層開始形成，到邊界層厚度不再增加，這段長度稱為進(jìn)口段長度（L0）。層流邊界層湍流邊界層層流內(nèi)層邊界層界限u∞u∞u∞xyLouoxxxd進(jìn)口段層流：L0=0.05Re·d;湍流:（40-50）d邊界層分離倒流

分離點(diǎn)u0

DAC’CBxAB：流道縮小，順壓強(qiáng)梯度，加速減壓BC：流道增加，逆壓強(qiáng)梯度，減速增壓CC’以上：分離的邊界層CC’以下：在逆壓強(qiáng)梯度的推動(dòng)下形成倒流，產(chǎn)生大量漩渦質(zhì)量、能量和動(dòng)量衡算

總衡算：以劃定的某一封閉空間作為衡算系統(tǒng)，該對(duì)象稱為控制體。衡算時(shí)不考慮控制體內(nèi)發(fā)生什么變化，只考慮控制體相對(duì)外部的變化。微分衡算歐拉法（Euler）拉格朗日法（Lagrange）歐拉法以流動(dòng)的空間為觀察對(duì)象，觀察不同時(shí)刻各空間點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，將各時(shí)刻的情況匯總可描述整個(gè)流動(dòng)。歐拉變數(shù)：x,y,z,t拉格朗日法

把流體的運(yùn)動(dòng)看作是無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的總和，以個(gè)別質(zhì)點(diǎn)為觀察對(duì)象加以描述，整個(gè)流動(dòng)為各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的匯總。

拉格朗日變數(shù)：a,b,c,t連續(xù)性方程1122對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)，有：輸入=輸出，用質(zhì)量流量表示：流入體系的質(zhì)量流量=流出體系的質(zhì)量流量。達(dá)芬奇(1452-1519）

達(dá)芬奇在1500年左右，提出了定常流動(dòng)的體積流量守恒原理，他說：“沿河流任何一部分，在相同的時(shí)間里，應(yīng)通過相同流量的水，不管河流的寬度、深度、坡度、粗糙度和曲折度如何”，他還發(fā)現(xiàn)對(duì)“一深度均勻的河流，窄的地方較寬的地方水流速度要快”。1628年被重新發(fā)現(xiàn)，命名為達(dá)芬奇-卡斯帕里原理。1755年L.歐拉（1707-1783）得到連續(xù)性微分方程。流體流動(dòng)的總能量衡算假設(shè)：在每單位時(shí)間內(nèi)有質(zhì)量為m（Kg）的流體從截面1-1’，必然有m(Kg)流體從截面2-2’流出。單位質(zhì)量流體進(jìn)入劃定體積時(shí)帶入體系的能量：（1）內(nèi)能U1：單位質(zhì)量流體內(nèi)能，J/Kg；質(zhì)量為m的流體具有內(nèi)能mU1,J;(2)位能z1g：單位質(zhì)量流體，J/Kg;質(zhì)量為m流體位能mgz1，J;(3)動(dòng)能u12/2：單位質(zhì)量流體，J/Kg;質(zhì)量為m流體動(dòng)能mu12/2，J;(4)靜壓能p1

1(比容)：單位質(zhì)量流體，J/Kg;質(zhì)量為m流體靜壓能P1V1，J。其他進(jìn)入體系的能量：泵做功：Ws，J/Kg；得到為“+”，輸出為“-”；換熱器提供熱：Q，J/Kg；質(zhì)量為m的流體的熱mQ,J。質(zhì)量為m的流體進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)的能量：mU1+mgz1+mu12/2+P1V1+Q+Ws質(zhì)量為m的流體離開系統(tǒng)時(shí)帶出的能量：mU2+mgz2+mu22/2+P2V2。穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，輸入的總能量=輸出的總能量，則有（1）式；對(duì)單位質(zhì)量流體，則有（2）式。將（2）式中的非機(jī)械能（熱能）轉(zhuǎn)化為機(jī)械能形式：各項(xiàng)除以g位壓頭，m靜壓頭，m外加壓頭,m動(dòng)壓頭，m損失壓頭，m流體阻力與范寧公式

流體流動(dòng)時(shí)，內(nèi)部存在粘性應(yīng)力阻礙流體流動(dòng)，從而造成機(jī)械能損失?；す苈纷枇Πǎ褐惫茏枇植孔枇Γ毫黧w流經(jīng)管件時(shí)的阻力直管阻力如左圖，在1-2截面間列出機(jī)械能衡算式：以流體流動(dòng)方向作為正方向，管長l，管徑為d，管內(nèi)流速為u：層流時(shí)阻力損失的計(jì)算湍流時(shí)阻力損失的計(jì)算

湍流時(shí)阻力損失的情況比較復(fù)雜，通常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。湍流的摩擦系數(shù)計(jì)算湍流阻力損失的經(jīng)驗(yàn)公式光滑管Blasius式:Nikuradse式：計(jì)算湍流阻力損失的經(jīng)驗(yàn)公式粗糙管：Colebrook公式

若只取決于相對(duì)粗糙度，與Re無關(guān)。阻力損失與流速平方成正比，則此區(qū)域稱為完全平方區(qū)。/d=5.6610-3,Re=1.2105

=0.032

局部阻力損失局部阻力:流體流經(jīng)管件或設(shè)備時(shí),由于流道的急劇變化,產(chǎn)生邊界層分離,從而消耗的機(jī)械能稱為局部阻力.

阻力系數(shù)法:突然擴(kuò)大引起的局部阻力損失突然縮小引起的局部阻力損失

突然縮小造成的阻力損失主要在于突然擴(kuò)大.

突然縮小的阻力系數(shù)

c隨著管截面積之比而變化.

當(dāng)流體由大設(shè)備或大氣進(jìn)入管內(nèi)時(shí),c=0.5.A1/A200.20.40.60.81.0

c0.50.450.360.210.070當(dāng)量長度法當(dāng)量長度法:認(rèn)為流體通過管件的局部阻力與流體流過同直徑某長度的直管阻力是相等的,即:

流體流動(dòng)和靜力學(xué)方程的應(yīng)用

已學(xué)方程：靜力學(xué)方程:連續(xù)性方程:機(jī)械能衡算式:柏努利方程:范寧公式:簡單管路計(jì)算管路計(jì)算的內(nèi)容情況已知條件要計(jì)算的項(xiàng)目123d例1如圖所示流動(dòng)系統(tǒng)，閥門全開時(shí)，p1、pA、pB、p2為已知，管內(nèi)各處流速相同。問：閥門從全開關(guān)至半開，管內(nèi)流速、各處壓力、各段阻力如何變化。關(guān)小閥門，ξ值增大，流速u減小列機(jī)械能守恒方程結(jié)論：關(guān)小閥門，局部阻力增大，流速減小，上游壓力升高，下游壓力下降。例2：附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中ab和cd兩段的長度、直徑及粗糙度均相同。某液體以一定流量流過管路，液體在流動(dòng)過程中溫度可視為不變。問：（1）液體通過ab和cd兩管段的能量損失是否相等？（2）此兩管段的壓強(qiáng)差是否相等？并寫出它們的表達(dá)式；（3）兩U管壓差計(jì)的指示液相同，壓差計(jì)的讀數(shù)是否相等？例3：圖示的管路上裝有一個(gè)閥門，如減小閥門的開度。試討論：（1