化工原理第1章流体流动ppt课件.ppt

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1、第1章流体流动武夷学院环境与建筑系熟悉掌握内容：流体的主要物性（密度、粘度）和压强的定义、单位及其换算；流体静力学基本方程、连续性方程、机械能衡算方程及其应用；流体的流动类型、雷诺数及其计算；流体在圆形直管内的阻力及其计算。理解内容：边界层的基本概念；非圆形管内阻力的计算，当量直径；局部阻力的计算；简单管路的计算；测速管，孔板流量计、文丘里管与转子流量计的基本结构，测量原理及使用要求。了解内容：圆形管内流动的速度分布流体是由许多离散的即彼此有一定间隙的、作随机热运动的单个分子构成的。从工程实际出发讨论流体流动问题时，常假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间没有间

2、隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。质点：由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备尺寸、远大于分子自由程。连续介质模型1流体流动—1.1流体静力学及其应用1.1.1流体的密度ρkg/m3（SI制）不可压缩流体：压力改变时其密度随压力改变很小的流体。可压缩流体：压力改变时其密度随压力改变有显著变化的流体。液体：ρ=f(T)不可压缩流体(ImcompressibleFluid)气体：ρ=f(T，p)可压缩流体（CompressibleFluid）注：若在输送过程中压力改变不大，气体也可按不可压缩流体来处理。理想气体的密度：标准状态（1atm，0℃）下每kmol气

3、体的体积为22.4m3，则其密度为气体的千摩尔质量kg/kmol理想气体标准状下的密度，kg/m3理想气体T，p下的密度，kg/m3或注：以上3式只适用于理想气体。注意相对密度的概念气体混合物：体积分率，理想气体混合物中其值与摩尔分率x相等液体混合物：质量分率比容：单位质量物体的体积kg/m3记：常温下水的密度1000kg/m3,标态下空气密度1.293kg/m3比重：某物质的密度对水（标态下空气）的密度之比d1.1.2压力（压强）(Pressure)1.1.2.1压力的单位和定义流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格地说应该称压强。称作用于整个

4、面上的力为总压力。压力（小写）力（大写）面积1at（工程大气压）=1kgf/cm2=9.807×104N/m2(Pa)=10mH2O=735.6mmHg记：常见的压力单位及它们之间的换算关系1atm=101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2=10.33mH2O=760mmHg真空度压强表压大气压绝对真空绝压绝压图1-8压强的基准和度量1.1.2.2压力的表示方法（压强的基准）压强的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空，所测得的压强称为绝对压强；二是大气压强，所测得的压强称为表压或真空度。一般

5、的测压表均是以大气压强为测量基准。（1）被测流体的压力>大气压表压=绝压－大气压pm=pab－pa即（2）被测流体的压力<大气压真空度=大气压－绝压=－表压pvac=pa－pab=－pm即1.1.3流体静力学基本方程静止流体内部任一点的压力称为该点流体的静压力，其特点为：（1）在静止流体中，空间各点的静压强的数值不同，但作用于某一点不同方向上的压强在数值上是相等的；（2）若通过该点指定一作用平面，则压力的方向垂直于此面；（3）在重力场中，同一水平面上各点的流体静压力相等，但随位置高低而变。若ρ为常数（1-4）或（1-5）以上三式都为流体静力学基本方程。或注：积

6、分范围内的流体只有一种而且是不间断的（连续的）势能几点讨论：（1）p0一定，h↑，p↑；（2）p0改变，液面上的压力变化会传递到液体内部；即液面上方所受压强能以同样大小传递到液体内部的任一点上（巴斯噶原理）（3）p0=0（绝对真空），p=ρgh；（4）静止、连续的同一种流体（ρ为常数），处于同一水平面（即h相等）则p相等，这就是等压面。利用式（1-5）可以得到液体内部任一点的压力，即液面处压力与液面高度差流体静力学方程的适用条件及意义：只适用于静止的、连通的同一种连续流体。在重力场作用下，静止液体内部压强的变化规律1.1.4流体静力学方程的应用常见液柱压差计：

7、运用流体静力学基本原理测定流体的表压强或压强差的仪器统称液柱压差计。（a）普通U型管压差计U型管内位于同一水平面上的a、b两点在相连通的同一静止流体内，两点处静压强相等p0p00p1p2>Rab若被测流体为气体，其密度较指示液密度小得多，上式可简化为若被测流体为气体，其密度较指示液密度小得多，上式可简化为（1-15）（1-15a）若要求测定系统中某点压力时，将U形管压力计的一侧直接与大气相连通，则称为测压管，测量的是系统的表压或真空度。对指示液的要求是：0与不发生化学反应、互不相溶，且0>。U形压差计如图所示，将测压管的两端分别与测压口相连，可以测

8、得两测压点之间的压强差或虚拟压强差，故