《气体力学基础》PPT课件

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1、冶金炉第一部分冶金炉热工基础l内容：流体动量传递过程包括流体流动（不可和可压缩流体流动）、（气体和气流）输送气体力学原理燃料燃烧过程（包括气、液、固燃料燃烧）热量传递过程固体的稳态和非稳态导热、流体与固体壁面的对流传热、固体和气体的辐射传热传热原理耐火材料（包括耐火和绝热材料）冶金炉热工基础火法冶金设备（冶金炉和熔盐电解槽）任务：研究传递过程、燃料燃烧和耐火材料的基本原理，典型设备的构造及工艺尺寸的计算和确定（或选型）；探索现成工程问题的最有效研究方法。性质：专业技术基础课（专业课和毕业设计的基础课）1气体力学原理本章要点l气体平衡方程（静力学方程）及其应用l连续性方程及其应用

2、l伯努利方程及其应用l气体流动的阻力损失计算本章学习要求熟练掌握的内容流体的主要物性（密度、粘度等）和压强的定义、单位及其换算；表压和负压的概念；流体静力学基本方程、连续性方程、伯努利方程及其应用；流体的流动类型、雷诺准数及其计算；流体流经管道的阻力损失及其计算。流体具有如下特征：具有流动性；无固定形状（取容器形状）；在外力作用下其内部发生相对运动；气体力学的定义：研究气体静止和运动的力学规律及其在工程技术中应用的一门科学。1.1气体的主要物理性质和气体平衡方程式1.1.1主要物理性质1.1.1.1密度和重度（1）定义①密度的定义：单位体积气体所具有的质量。密度符号；ρ国际单位

3、：kg/m3定义式：（平均）密度ρ=m/V(1-1)其中m：气体质量(kg);V：气体体积(m3)②重度的定义：单位体积气体所具有的重量。重度符号；γ国际单位：N/m3定义式：平均重度γ=G/V(1-2)其中G：重量，N;V：体积（m3)③密度与重度之间的关系：因为G=mg所以γ=ρg(1-3)（2）温度和压强对气体密度的影响①影响气体密度的因素TVt/Tt=V0/T0(P不变）V(质量一定时）PPV=P0V0（T不变）其中下标0表示标准条件，即00C和101325Pa②温度和压强变化时密度的变化当P不变时有Vt=V0Tt/T0=V0(1+t)(1-4)和t=0/(1+

4、t)(1-5)当P和T都变时有PtVt/Tt=V0P0/T0(1-6)和t=0P0Tt/(PtT0)(1-7)因此给出气体密度值时应同时标明温度和压强条件。一般温度升高气体的密度下降；压强增加气体的密度增大。（3）密度和重度大小的确定/（1）查图表从书中附录和有关手册中查取。（2）公式计算流体密度可用有关公式计算出。密度和重度的定义式：ρ=m/V和γ=G/V适用条件：已知m、G和V气体混合物密度的计算公式：ρm=Σaiρi（ρm=m/V=Σρivi/V=Σaiρi)(3-4)(p8例1-5）适用条件：已知各组分密度ρi和体积分率ai的气体混合物理想气体密度和重度计算公式：ρ

5、=ρ0PT0/(P0T)=PM/(R0T)=ρ0P/[P0(1+t)]kg/m3(1-8)其中T=T0＋t,=1/T0=1/273PV=nR0T=mR0T/M即m/V=PM/(R0T)KR0:通用气体常数[=8.314kJ/(kmol)=8314J/(kmol)=(8314/M)J/(kg.K)]R=R0/M:气体常数，J/(kg.K)R0=MRPV=nR0T=mR0T/MPV/m=P=RTM：气体的摩尔质量对空气，M=28.9kg/kmol,适用条件：低压和温度不太低的气体。其中P、P0:分别为实际和标准条件下气体的压强，N；T、T0:分别为实际和标准条件下气体的温度，

6、K标准条件：T0=273.15K(00C)≈273KP0=101325N/m2ρ0标准条件下理想气体的密度，kg/m3；ρ0=M/22.4(1-9)对气体混合物M取加权平均值，即M=∑Miyi1.1.1.2（静）压强(1)定义：静止流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，简称压强，习惯上称为压力。（总压力：作用于整个面上的压力。）定义式：p=ΔP/ΔfNm-2(1-10)式中Δf—作用面积,m2;ΔP—垂直作用于面积上的力，Pap—平均压强，N(当△f→0时，△P/△f的极限值则为点压强）△P(2)特性：△f①垂直指向于作用面；②气体内任一点各个方向的压强均相等。因px

7、Ax=pnAncosα=pnAxpn故px=pnpx(3)单位及单位换算：①单位分国际单位和其他单位国际单位（又称SI单位）：N/m2,称为帕斯卡（Pa)其他单位有：大气压（又分为标准大气压和工程大气压）、流体柱高度和kgf/cm2等②各单位换算关系：1atm(标准大气压)=101325N/m2=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm21at(工程大气压)=98070N/m2=735.6mmHg=10mH2O=1kgf/cm2（4）压强的表示方法：可用绝对压强和相对压强两