化工中的流体力学问题简述化工是国民经济中一个很重要的产业，既产生多种产业所需的原材料，也提供很多中间产品或最终产品。在化工生产过程中会涉及到大量的流体力学问题。一.流动问题的特点1.在化工生产时，物料一般都在流动化工过程大部分是连续操作的，不论是气体液体或固体的物料，一般都在流动。生产效率和产品质量就在很大程度上依赖于人们对流体运动的认识，掌握和应用的水平化学生产的设计在相当大的程度上是流体力学的设计。2.流动同时伴有热量与质量的传递化工过程中流体流动的另一个基本特点是同时伴有热量与质量的传递。流体流动与热，质传递通常是互相依存而不可分开的，这也就是增加了问题的复杂性。3.流动同时伴有化学反应化学反应过程在化工中的重要地位是不言而喻的，而化学反应的存在又使得流动的情况进一步复杂化在没有化学反应时，流体力学中的相似理论或量纲
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的方法用起来就比较困难，对伴有化学反应的流动来说，这些方法往往就行不通了只有另外想办法建立有针对性的数学模型，从而进行数学模拟放大流动体系，建立数学模型的第一步时明确流体动力学规律。二典型化工设备中的流体运动1.促使化工设备中流体运动发生的方式·化工生产中促使流体产生运动的方式很多，常用的有以下种，用流体机械，风机或泵，对流体施加一定的压力，使流体在压力差的推动下运动。根据所产生的压力梯度类型不同，流体运动的方式也有所不同。当压力梯度周期性的变化时，流体运动也将有周期性的变化，通过边界的运动或流体中物体的运动以推动流体。2.换热器与管内外流动流体运动按其边界条件可分为绕流外流与内流以化工生产所使用的换热器为例，绕流与内流的问题都会遇到如外掠换热时，流体经过但跟换热圆管，这是绕流问题流体咋各种输送管道或者套管蛇管列管等各种换热器管内的运动都是内流问题由于温度或浓度不同，空间各处流体的密度也不同，只是流体中产生自然对流这是福利实在撑运动的主要原因，控制运动的因素将不同于强制对流的情况实际上市集中联合作用，促使化工设备中的流体产生运动3.搅拌槽在华工身缠中常用搅拌使物料混合，以促进热量和物质的传递或化学反应搅拌槽的基本结构逐板由小孔鼓泡通过液层这是典型的气液两相操作塔效率的高低与气体，液体的接触面的大小有关，而这又与气体中气泡的破碎及分布有关涉及的指标之一是加强气体流经液体时破碎的成都及分布的均匀度孔的直径，孔之间的距离，以及标示板上小孔面积与塔板面积之比的开孔率，这些都是控制塔效率的主要几个特征参数，塔板上的孔，又是为某种需要作成凸起的带帽形状，液相在塔板上流气相则从下顶起盖帽，穿过孔洞流上来，在此过程中完成传质，传热或其他物理，化学过程。4.固定床与流体通过多孔介质的流动由大量的固体颗粒堆积而成的静止的颗粒层称为固定床流体，从颗粒间的空隙中通过这种类型的流动常称为通过多孔介质的流动，如图所示当颗粒是催化剂时，固定床是进行化学反应的反应器，当颗粒是吸附剂时他是干燥器或分离器，可出去气体中的湿份或分离混合物之外，过滤操作，地下水，石油渗流等也都与固定床有关。由于颗粒层内的空隙用到弯曲多变，流动情况相当复杂，并不是单纯的内部或外部问题。结语随着测试手电及计算手段的改进，已经逐渐有可能对单流问题直接进行计算，对多相流问题则先弄清细观层次的规律，然后再宏观层次上进行计算如能做到这一步，则化工过程的设计就有可能更多依靠科学，较少的依赖主观经验，其意义是十分重大的。这正是流体力学应该发挥作用的地方尽管做起来十分困难，但由于意义重大，世界各先进国家都在这个方向上努力。谢谢大家
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