化工原理第一章流体流动ppt课件.ppt

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1、（一）、流体的分类和特征１、分类气体（含蒸汽）和液体统称流体（１）按状态：气体、液体和超临界流体（２）按可压缩性：不可压缩性流体、可压缩性流体（３）按是否可忽略分子间作用力：理想流体、粘性（实际）流体（４）按流变特性（剪力与速度梯度之间的关系）：牛顿型流体、非牛顿型流体第一节　流体的概述2021/7/27２、流体的特征（１）流动性；（２）无固定形状，随容器形状而变化（３）受外力作用时内部产生相对运动。（二）、连续介质假定（1）流体质点：由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备尺寸，但却远大于分子自由程。（2）连续介质：质点在流体内部紧

2、紧相连，彼此间没有间隙，即流体充满所占空间。2021/7/27（3）在研究流体流动时，常摆脱复杂的分子运动和分子间相互作用，从宏观角度出发，将流体视为由无数流体质点（或微团）组成的连续介质。（三）作用在流体上的力任取一微元体积流体作为研究对象，进行受力分析，它受到的力有质量力（体积力）和表面力两类。（1）质量力（体积力）与流体的质量成正比，质量力对于均质流体也称为体积力。如重力和离心力2021/7/27（2）表面力表面力与作用的表面积成正比。单位面积上的表面力称之为应力。①垂直于表面的力F，称为压力（法向力）。单位面积上所受的压力称

3、为压强p。②平行于表面的力F，称为剪力（切力）。单位面积上所受的剪力称为剪应力τ。2021/7/271.2.1、流体的密度密度定义单位体积的流体所具有的质量，ρ;SI单位kg/m3。2.影响ρ的主要因素1.2流体的物理性质2021/7/27液体：——不可压缩性流体气体：——可压缩性流体3.气体密度的计算理想气体在标况下的密度为：例如：标况下的空气，操作条件下（T,P）下的密度：2021/7/271.2.2、流体的比容SI单位2021/7/271.2.3流体的粘度牛顿粘性定律流体的内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。又称

4、为粘滞力或粘性摩擦力。——流体阻力产生的依据2021/7/27剪应力：单位面积上的内摩擦力，以τ表示。适用于u与y成直线关系2021/7/27——牛顿粘性定律式中：速度梯度比例系数，它的值随流体的不同而不同，流体的粘性愈大，其值愈大，称为粘性系数或动力粘度，简称粘度。2021/7/272、流体的粘度1)物理意义促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才显现出来2)粘度与温度、压强的关系液体的粘度随温度升高而减小，压强变化时，液体的粘度基本不变。b)气体的粘度随温度升高而增大，随压强增加而增加的很少

5、。2021/7/273）粘度的单位在SI制中：在物理单位制中，SI单位制和物理单位制粘度单位的换算关系为：2021/7/27实验证明,气体及水、溶济、甘油等液体服从牛顿粘性定律，此类流体统称为牛顿型流体不服从牛顿粘性定律的流体，称非牛顿型流体，如泥浆等2021/7/27第一章流体流动及输送1.3.1流体的压力1.3.2流体静力学方程1.3.3流体静力学方程的应用1.3流体静力学2021/7/271.3.1流体的静压强1、压强的定义流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，简称压强。SI制单位：N/m2，即Pa。其它常用单位有

6、：atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm2、bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。2021/7/27换算关系为：2、压强的表示方法1）绝对压强（绝压）：流体体系的真实压强称为绝对压强。（以真空为基准）。2）表压强（表压）：压力上读取的压强值称为表压。（以大气压力为基准）表压强=绝对压强-大气压强3）真空度：真空表上读取的压强值称为真空度。（以大气压力为基准）2021/7/27真空度=大气压强-绝对压强=-表压绝对压强、真空度、表压强的关系为绝对零压线大气压强线A绝对压强表压强B绝对压强真空度当用表压或真空度来表示压强时

7、，应分别注明。如：4×103Pa（真空度）、200KPa（表压）。2021/7/271.3.2、流体静力学基本方程式推导在图1-4中的两个垂直位置2和1之间对上式作定积分由于和g是常数，故（1-5）（1-5a）若将图1-4中的点1移至液面上（压强为p0），则式1-5a变为:上三式统称为流体静力学基本方程式。图1-4静止液体内压力的分布（1-5b）PaJ/kg2021/7/272、方程的讨论1）液体内部压强P是随P0和h的改变而改变的，即：2）当容器液面上方压强P0一定时，静止液体内部的压强P仅与垂直距离h有关，即：处于同一水平面上

8、各点的压强相等。2021/7/273）当液面上方的压强改变时，液体内部的压强也随之改变，即：液面上所受的压强能以同样大小传递到液体内部的任一点。4）从流体静力学的推导可以看出,它们只能用于静止的连通着的同一种流体的内部，对于间断的并非