化工原理根本概念
化工原理根本概念定态流淌：流体流淌系统中，假设各截面上的温度、压力、流速等物理量仅随位置变化，而不随时间变化，这种流淌称之为定态流淌非定态流淌：假设流体在各截面上的有关物理量既随位置变化，也随时间变化，则称为非定态流淌。
牛顿粘性定律：对于肯定的流体，内摩擦力F与两流体层的速度差成正比，与两层之间的垂直距离dy成反比，与两层间的接触面积A成正比，即〔1-26〕
式中：F——内摩擦力，N；
——法向速度梯度，即在与流体流淌方向相垂直的y方向流体速度的变化率，1/s；
μ——比例系数，称为流体的粘度或动力粘度，Pa·s。
一般，单位面积上的内摩擦力称为剪应力，以τ表示，单位为Pa，则式〔1-26〕变为〔1-26a〕式〔1-26〕、〔1-26a〕称为牛顿粘性定律，说明流体层间的内摩擦力或剪应力与法向速度梯度成正比。
牛顿型流体：剪应力与速度梯度的关系符合牛顿粘性定律的流体，称为牛顿型流体，包括全部气体和大多数液体。
非牛顿型流体：不符合牛顿粘性定律的流体称为非牛顿型流体，如高分子溶液、胶体溶液及悬浮液等。本章争论的均为牛顿型流体。
层流〔或滞流〕：流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合；
湍流〔或紊流〕：流体质点除了沿管轴方向向前流淌外，还有径向脉动，各质点的速度在大小和方向上都随时变化，质点相互碰撞和混合。
雷诺数Re：流体的流淌类型可用雷诺数Re推断。
〔1-28〕
Re准数是一个无因次的数群。
大量的试验结果说明，流体在直管内流淌时，〔1〕当Re≤2025时，流淌为层流，此区称为层流区；
〔2〕
当Re≥4000时，一般消灭湍流，此区称为湍流区；
〔3〕
当2025Re4000时，流淌可能是层流，也可能是湍流，与外界干扰有关，该区称为不稳定的过渡区。边界层：流速降为主体流速的99％以内的区域称为边界层。
边界层厚度：边界层外缘于垂直壁面间的距离称为边界层厚度。
适宜流速的选择应依据经济核算确定，通常可选用阅历数据：通常水及低粘度液体的流速为1～3m/s，一般常压气体流速为10饱和蒸汽流速为20～40m/s等。一般，密度大或粘度大的流体，流速取小一些；
对于含有固体杂质的流体，流速宜取得大一些，以避开固体杂质沉积在管道中。
层流边界层与湍流边界层:边界层流型也分为层流边界层与湍流边界层。在平板的前段，边界层内的流型为层流，称为层流边界层。离平板前沿一段距离后，边界层内的流型转为湍流，称为湍流边界层。
直管阻力：流体流经肯定直径的直管时由于内摩擦而产生的阻力；
局部阻力：流体流经管件、阀门等局部地方由于流速大小及方向的转变而引起的阻力。
范宁〔Fanning〕公式:流体在直管内流淌阻力的通式，称为范宁〔Fanning〕公式式中为无因次系数，称为摩擦系数或摩擦因数，与流体流淌的Re及管壁状况有关。范宁公式对层流与湍流均适用，只是两种状况下摩擦系数不同。
依据柏努利方程的其它形式，也可写出相应的范宁公式表示式：
压头损失压力损失哈根-泊谡叶〔Hagen-Poiseuille〕方程：是流体在直管内作层流流淌时压力损失的计算式。
压力损失：
层流时摩擦系数的计算式：
即层流时摩擦系数λ是雷诺数Re的函数。
(层流时的流淌阻力或摩擦系数与管壁粗糙度无关，只与Re有关。)湍流时的摩擦系数：〔1〕可以查莫狄〔Moody〕摩擦系数图。
〔2〕对于湍流时的摩擦系数λ，除了用Moody图查取外，还可以利用一些阅历公式计算。这里介绍适用于光滑管的柏拉修斯〔Blasius〕式：
其适用范围为Re＝5×103～105。此时能量损失约与速度u的1.75次方成正比。
考莱布鲁克〔Colebrook〕式此式适用于湍流区的光滑管与粗糙管直至完全湍流区。光滑管：玻璃管、铜管、铅管及塑料管等称为光滑管；
粗糙管：钢管、铸铁管等。
确定粗糙度:管道壁面凸出局部的平均高度，称为确定粗糙度，以表示。相对粗糙度:确定粗糙度与管径的比值即，称为相对粗糙度。
(工业管道确实定粗糙度数值见教材。)水力光滑管：管壁粗糙度对流淌阻力的影响与层流时相近，此为水力光滑管完全湍流粗糙管：Re不再影响摩擦系数的大小，流淌进入了完全湍流区，此为完全湍流粗糙管。
当量直径定义为：
留意，当量直径只用于非圆形管道流淌阻力的计算，而不能用于流通面积及流速的计算。局部阻力局部阻力有两种计算方法：阻力系数法和当量长度法。
阻力系数法抑制局部阻力所消耗的机械能，可以表示为动能的某一倍数，即式中ζ称为局部阻力系数，一般由试验测定。
常用管件及阀门的局部阻力系数见教材。留意表中当管截面突然扩大和突然缩小时，以上两式中的速度u均以小管中的速度计。
当流体