Inżynieria procesowa. Mechanika płynów.

Inżynieria procesowa. Mechanika płynów

rok wydania: 2020, wydanie pierwsze
ISBN: 978-83-01-21159-2
ilość stron: 366
format: 17,6x25 cm
oprawa: miękka

Opis

Inżynieria procesowa jest dyscypliną naukową z dziedziny nauk technicznych. Zajmuje się badaniem i opisem praw i procesów zachodzących w płynach i w układach płyn- ciało stałe. Wraz z technologią inżynieria procesowa daje integralny opis wszystkich procesów przemysłowych zachodzących w przemysłach: chemicznych. spożywczym, biotechnologicznych, a także zjawisk zachodzących w środowisku naturalnym. Podstawy inżynierii procesowej stanowią: mechanika płynów, wymiana ciepła i dyfuzyjny ruch masy. Pierwsza z książek prof. Zarzyckiego i nieżyjącego prof. Prywera dotyczy mechaniki płynów. Książka kierowana jest do studentów studiów wyższych takich kierunków jak INŻYNIERIA CHEMICZNA,INŻYNIERIA ŚRODOWISKA, INŻYNIERIA MECHANICZNA.

Spis treści

Od autora / 12
Wykaz ważniejszych oznaczeń / 13
Wprowadzenie do inżynierii procesowej / 19

1. Wprowadzenie do mechaniki płynów / 27

2. Właściwości fizyczne płynów / 35
2.1. Parametry intensywne płynu / 35
2.2. Zależność między podstawowymi parametrami płynu / 37
2.3. Lepkość płynów / 42
2.4. Napięcie powierzchniowe i włoskowatość / 49

3. Statyka płynów / 55
3.1. Równanie równowagi płynu / 55
3.2. Równowaga bezwzględna płynu / 57
3.2.1. Równowaga w potencjalnym polu sił masowych / 57
3.2.2. Równowaga podczas braku sił masowych / 59
3.2.3. Równowaga w polu sił ciężkości / 59
3.2.4. Naczynia połączone / 61
3.2.5. Zasada ciągu kominowego / 65
3.2.6. Równowaga atmosfery ziemskiej / 68
3.3. Parcie cieczy na powierzchnie płaskie / 70
3.4. Parcie cieczy na ciała zanurzone / 77
3.4.1. Wypór hydrostatyczny / 77
3.4.2. Pływanie ciał / 78
3.5. Równowaga względna cieczy / 78
3.5.1. Ruch postępowy naczynia / 79
3.5.2. Ruch obrotowy / 81
3.5.3. Kształt swobodnej powierzchni cieczy / 84

4. Równania różniczkowe bilansu masy, pędu i energii / 87
4.1. Wprowadzenie / 87
4.2. Różniczkowe równanie bilansu masy / 88
4.3. Równanie różniczkowe bilansu pędu dla płynu jednorodnego / 90
4.4. Różniczkowe równanie bilansu energii / 97

5. Rozwiązania analityczne równań ruchu / 99
5.1. Równanie Eulera / 99
5.2. Równanie Bernoulliego / 100
5.3. Przepływ laminarny / 104
5.3.1. Przepływ laminarny między płaskimi płytami / 104
5.3.2. Przepływ laminarny w przewodzie o przekroju kołowym / 107
5.3.3. Laminarny spływ cieczy po ścianie pionowej / 111

6. Rozwiązania równań ruchu dla płynów rzeczywistych / 115
6.1. Przepływy laminarne / 115
6.1.1. Istota przepływu laminarnego / 115
6.2. Krytyczna liczba Reynoldsa / 117
6.3. Przepływy turbulentne / 119
6.3.1. Istota przepływu turbulentnego / 119
6.3.2. Rozkład prędkości płynu w rurze / 121
6.3.3. Naprężenia Reynoldsa / 123
6.4. Warstwa przyścienna / 127
6.4.1. Wprowadzenie / 127
6.4.2. Laminarna i turbulentna warstwa przyścienna / 129
6.4.3. Oderwanie warstwy przyściennej / 133
6.5. Zasady modelowania przepływów płynów rzeczywistych / 137
6.6. Podobieństwo zjawisk przepływowych / 138

7. Równania bilansów masy, pędu i energii – ujęcie techniczne / 147
7.1. Model techniczny opisu przepływu turbulentnego / 147
7.2. Równanie ciągłości strugi / 148
7.3. Równanie bilansu pędu dla przepływu jednowymiarowego / 150
7.4. Równanie bilansu energii płynu dla modelu przepływu turbulentnego / 152
7.5. Równanie bilansu energii płynu dla płynów ściśliwych / 156

8. Przepływy w przewodach zamkniętych / 157
8.1. Liniowe straty ciśnienia / 157
8.2. Straty ciśnienia wskutek oporów miejscowych / 164
8.3. Przepływ przez przewody o nagłej zmianie przekroju / 167
8.4. Przewody zbieżne i rozbieżne / 169
8.5. Straty ciśnienia w przewodach / 172
8.5.1. Przewód pojedynczy / 172
8.5.2. Przewody połączone szeregowo / 178
8.5.3. Przewody równoległe / 179
8.5.4. Sieci przewodów / 181
8.5.5. Dobór średnicy przewodu / 184
8.6. Wypływ cieczy ze zbiorników / 184
8.6.1. Ustalony wypływ cieczy ze zbiornika / 184
8.6.2. Nieustalony wypływ cieczy ze zbiornika / 188
8.6.3. Przystawki / 192
8.7. Problemy przepływowe w wentylacji / 194

9. Współdziałanie przewodu i maszyn przepływowych / 199
9.1. Pompy 200
9.1.1. Krótka charakterystyka pomp / 200
9.1.2. Parametry układu pompowego / 203
9.1.3. Parametry pracy pompy / 208
9.1.4. Charakterystyki pomp / 212
9.1.5. Klasyfikacja układów pompowych / 215
9.2. Kawitacja / 217
9.3. Wentylatory / 221
9.3.1. Parametry charakteryzujące pracę wentylatorów / 222
9.3.2. Charakterystyki wentylatora / 224
9.3.3. Charakterystyka sieci / 226
9.3.4. Współpraca wentylatora z siecią / 227
9.3.5. Szeregowa współpraca wentylatorów / 228
9.3.6. Równoległa współpraca wentylatorów / 230
9.4. Sprężarki / 231
9.5. Strumienice / 233

10. Przepływy w kanałach / 237
10.1. Informacje ogólne / 237
10.2. Ruch jednostajny / 241
10.3. Optymalny przekrój kanału / 245
10.4. Ruch spokojny i rwący / 248
10.5. Przelewy / 254

11. Przepływ przez warstwy sypkie i porowate / 263
11.1. Wprowadzenie / 263
11.2. Prawo Darcy’ego / 267
11.3. Rozwiązania równań filtracji / 271
11.3.1. Przepływ równomierny / 271
11.3.2. Dopływ wody gruntowej do rowu i drenu / 273
11.3.3. Studnie 276
11.3.4. Współdziałanie zespołu studzien 279

12. Opływ ciał / 283
12.1. Siły działające na opływane ciało / 283
12.2. Opór tarcia i opór ciśnienia / 290
12.3. Opływ budynków / 296

13. Przepływy płynów ściśliwych / 299
13.1. Wprowadzenie / 299
13.2. Prędkość dźwięku / 300
13.3. Parametry całkowite / 302
13.4. Wypływ gazu ściśliwego ze zbiornika / 304
13.5. Dysza de Lavala / 310
13.6. Przepływy gazu ściśliwego w rurociągach / 314
13.7. Przepływ cieczy ściśliwej / 316
13.7.1. Prędkość fali ciśnieniowej / 317
13.7.2. Proste i nieproste uderzenie hydrauliczne / 322
13.7.3. Sposoby osłabienia uderzenia hydraulicznego 323

14. Czas przebywania płynu w zbiorniku / 325
14.1. Wprowadzenie / 325
14.2. Funkcje rozkładu czasu przebywania płynu w zbiorniku / 326
14.3. Modele przepływów w zbiornikach rzeczywistych / 336

15. Pomiary parametrów przepływu płynów jednofazowych / 343
15.1. Pomiary ciśnień / 343
15.2. Pomiary prędkości przepływu / 347
15.2.1. Sondy ciśnieniowe / 347
15.2.2. Anemometry / 353
15.2.3. Termoanemometry / 353
15.2.4. Anemometry laserowe / 354
15.2.5. Urządzenia wizualizacyjne / 356
15.3. Pomiary strumienia objętości lub strumienia masy płynu / 356
15.3.1. Przepływomierze zwężkowe / 357
15.3.2. Przepływomierze pływakowe / 361
15.3.3. Przepływomierze różne / 363
15.3.4. Pomiary przepływu cieczy w kanałach otwartych / 364
Literatura / 365