流体力学讲义-公共部分

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1、流体力学基础要求：1、掌握流体的密度、相对密度、比容、压强、流量、流速、粘度的概念，表示方法；2、掌握绝对压力、相对压力、真空度的概念及相互关系；3、掌握流体静力学基本方程，稳定流动的连续性方程，伯努力方程，并能结合化工实际进行基本计算；4、了解阻力的概念与计算；5、了解流体流动类型及判断。第一节基本概念一单位及单位换算1、国际单位：（1）基本单位长度（米）；时间（秒）；质量（千克）；温度（开尔文）；（2）辅助单位；（3）导出单位：力（牛顿）；压强（帕斯卡）；功、能、热（焦耳）；功率（瓦特）。（4）构成十进倍数和分数单位的词头兆；千；分；

2、厘；毫；微。2、工程单位温度（摄氏度）；力（千克力）；能，热（千卡）。3、单位换算20℃＝K二、流体静力学基本概念1.密度：单位体积流体的质量称为流体的密度。ρ＝m/v单位：kg/m3注意：⑴任何流体的密度都随温度和的压力的变化而变化。液体的密度受压力的影响较小，可忽略。温度升高，其密度下降。气体的密度随温度和压力有很大的变化。一般温度、压力下可按理想气体处理。ρ＝PM/RT⑵在选取密度数值时，一定要注意是哪个温度下的密度。1．相对密度：流体在某温度ｔ下的密度与水在４℃时的密度之比，称为该流体在某温度ｔ下的相对密度。d4t=ρt/ρ水4说

3、明：相对密度无单位。液体和气体的密度及相对密度一般随温度的升高而降低。在同一温度下，流体的密度与相对密度在数值上的关系为：ρ＝1000d3.比容：流体单位质量的体积4．压力（压强）：垂直作用于单位流体面积上的力，称为流体的压力强度或流体静压力，简称压力或压强。P=F/A单位：Pa＝N/m21atm＝101.3kPa＝1.033kgf/cm2＝760mmHg＝10.33mH2O流体的压力除了可以用不同的单位来计量以外，还可以用不同的压力基准来表示（视基准而定）（1）绝压：以绝对零压作起点计算的压力，称为绝对压力，是流体的真实压力。（以绝对零

4、压为基准）流体的压力可用测压仪表来测量。以大气压力为基准量得的压力称为表压力或真空度。（2）表压：被测流体的绝压大于外界大气压的数值，称表压力。即压力表上的读数。（3）真空度：被测流体的绝压小于外界大气压的数值，称为真空度。表压力＝绝对压力－大气压力真空度＝大气压力－绝对压力真空度即负表压。真空度越高则绝压越低。真空度为定值时，大气压越大，则绝压越大。注意：<1>大气压力不是固定不变的，它是由大气温度、湿度和所在地区的海拔高度而定。所以大气压应以当时当地气压计为准。<2>表明流体压力时，要标出单位，同时对表压和真空度加以标注。第二节．流体

5、静力学基本方程表明在重力作用下静止流体内部压强变化的规律。P2=P1+ρg(Z1-Z2)或P=P0+ρgh说明：（1）静止液体内部任一点的大小与液体密度和其深度有关。液体密度越大，深度越大，则该点的压力越大。（2）液面上方压强P0有改变时，液体内部各点压强P也发生同样大小变化。（3）压强差的大小可以用一定高度的液柱来表示。h=(P-P0)/ρg对于连续静止的同一流体，在同一水平面上各点压强相等（等压面）。应用：压强、压差测量；液位测量；液封高度测量。例：已知分馏塔底液面距地面4m，机泵入口距地面0.5m，油品的相对密度为0.8，求机泵的入

6、口静压。解：P表压=P0+ρgh=0+1000dgh=1000×0.8×9.81×(4-0.5)=27468Pa=27.5kPa或P绝压=1.013×105+27468=128.8×103Pa=128.8kPa例：已知油罐油品的高度3m，油的相对密度为0.7，油罐顶压150kPa，计算罐底部的承受压力。解：P底压=P顶+ρgh=P顶+1000dgh=150×103+1000×0.7×9.81×3=170601Pa=170.6kPa第三节．流体动力学基本概念1．流量:在一定时间内通过某一截面流体的量.质量流量W：单位时间内流体流过管路任一横

7、截面质量。单位：Kg/s体积流量Q：单位时间内流体流过管路任一横截面体积数。单位：m3/s2．流速平均流速：u单位时间内流体在流动方向上所流过距离。单位：m/s质量流速ω:通过单位面积的质量流量。单位：Kg/m2sW=Qρω=uρ33．稳定流动：流体在管路中流动时，与流动有关的参数（如速度、压强等），如不随时间而变，只随位置变化,称为稳定流动。4．流体流动的连续性：流体在密闭管路中作稳定流动时，既不向管路中添加液体，也不发生漏损，则根据质量守恒定律，通过管路任一截面的流体质量流量应相等。这种现象称为流体流动的连续性。稳定流动时的连续性方程

8、：W1=W2=W3或：u1ρ1A1=u2ρ2A2u1A1=u2A2对于圆管路：u1/u2=A2/A1=（d2/d1）2例：液体在圆形管路中稳定流动，当管径减少一倍时，其流速是原来流速的几倍？（