在化工原理課程中，研究流體流動(dòng)與輸送問(wèn)題時(shí)，采用了幾種工程研究方法，如量綱分析法、過(guò)程分解法、當(dāng)量法，在這里一一列舉如下。
（1）量綱分析法
量綱分析法是化工中解決工程實(shí)際問(wèn)題常用的方法，在分析流體湍流流動(dòng)中的能量損失時(shí)，即采用了量綱分析法。
量綱分析法是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的方法。對(duì)于許多工程實(shí)際問(wèn)題，涉及的變量較多，過(guò)程較復(fù)雜，一般很難從理論上進(jìn)行描述，通常采用實(shí)驗(yàn)研究方法。量綱分析法不需要對(duì)過(guò)程機(jī)理有深入的理解，只需要盡可能地分析并正確地列出影響過(guò)程的主要變量，再通過(guò)無(wú)量綱化減少變量的數(shù)目，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定具體的函數(shù)關(guān)系。采用量綱分析法規(guī)劃實(shí)驗(yàn)時(shí)，用無(wú)量綱數(shù)群代替單個(gè)變量，可大大減少實(shí)驗(yàn)工作量，并且實(shí)驗(yàn)中不需要采用真實(shí)的物料或?qū)嶋H的設(shè)備尺寸，只需借助模擬物料在實(shí)驗(yàn)室的小型設(shè)備中實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果具有普遍意義，可以推廣應(yīng)用于實(shí)際的化工設(shè)備或其他物料。
（2）過(guò)程分解法
過(guò)程分解法也是解決工程問(wèn)題的基本方法之一。工程實(shí)際問(wèn)題比較復(fù)雜，影響因素也是多方面的，可將整個(gè)過(guò)程分解為若干個(gè)互相獨(dú)立或互相關(guān)聯(lián)較弱的子過(guò)程，分別研究各子過(guò)程自身的規(guī)律，再將各子過(guò)程聯(lián)系起來(lái)對(duì)該過(guò)程進(jìn)行綜合分析，這就是過(guò)程分解法。在研究泵管路的工作狀況時(shí)，即采用了過(guò)程分解法。對(duì)于帶泵管路，實(shí)際的流量與壓頭是由管路特性與泵特性共同決定的，管路或泵的任一變化，都會(huì)帶來(lái)整個(gè)輸送系統(tǒng)的變化。對(duì)該過(guò)程進(jìn)行分析時(shí)，是將此過(guò)程分解為管路和泵兩個(gè)子系統(tǒng)，分別研究管路特性和泵特性，再將二者聯(lián)立求解，從而確定帶泵管路的實(shí)際工作狀態(tài)。
（3）當(dāng)量法
在計(jì)算流體流動(dòng)阻力時(shí)，對(duì)非圓形管路采用了圓形管路的處理方法，應(yīng)用了當(dāng)量直徑；對(duì)管件、閥門的局部阻力，采用直管阻力的計(jì)算方法，引入了當(dāng)量長(zhǎng)度，這些都是當(dāng)量法的具體體現(xiàn)。該法是工程上借助已有的理論對(duì)復(fù)雜問(wèn)題做近似處理的一種方法，并不十分準(zhǔn)確，但在工程中不追求結(jié)果的精度而僅注重簡(jiǎn)捷和實(shí)用時(shí)，該法還是可取的。必須指出，用簡(jiǎn)單過(guò)程替代復(fù)雜過(guò)程時(shí)，只能是在某個(gè)或某些方面等效，不可能在所有方面等效。例如，用當(dāng)量直徑將非圓形管路折合圓形管路計(jì)算流動(dòng)阻力時(shí)，二者僅在阻力方面等效，而在流通面積方面并不等效，即此時(shí)流通面積不能用當(dāng)量直徑計(jì)算，必須用實(shí)際面積。
工程技術(shù)系化工教研組：張楊 |
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