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《化工原理第一章-流体流动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第一章流体流动流体的输送：根据生产要求，往往要将这些流体按照生产程序从一个设备输送到另一个设备，从而完成流体输送的任务，实现生产的连续化。压强、流速和流量的测量：以便更好的掌握生产状况。为强化设备提供适宜的流动条件：除了流体输送外，化工生产中的传热、传质过程以及化学反应大都是在流体流动下进行的，以便降低传递阻力，减小设备尺寸。流体流动状态对这些单元操作有较大影响。流体的研究意义②日常生活中流动现象：煤气洗涤塔①工业生产过程中煤气煤气水孔板流量计泵水封填料塔水池主要内容1.1概述1.2流体静力学基本方程式
2、1.3流体流动的基本方程1.4流体流动现象1.5流体在管内的流动阻力1.6管路计算1.7流量测量目的和要求1、熟练掌握流体静力学基本方程式，连续性方程式和柏努利方程式及其应用。2、正确理解流体的流动类型和流动阻力的概念。4、掌握测速管，文丘里流量计，孔板流量计和转子流量计的工作原理和基本计算。3、掌握流体流动阻力的计算，简单管路的设计型计算和输送能力的核算。（2）应用柏努利方程、静力学方程解题要绘图，正确选取衡算范围，解题步骤要规范。本章学习应注意的问题（1）流体力学是传热和传质的基础，它们之间又存在着
3、密切的联系和相似性，从开始学习流体流动就要学扎实，打好基础。流体的特征：具有流动性。即抗剪和抗张的能力很小；无固定形状，随容器的形状而变化；在外力作用下其内部发生相对运动。流体:在剪应力作用下能产生连续变形的物体称为流体。如气体和液体。第一节概述1.1.1.流体流动的考察方法 一.连续性假设1．研究对象：流体包括液体和气体。流体由大量的彼此之间有间距的单个分子组成，分子作随机无规则运动，不是一种连续的介质。但是，人们感兴趣的不是单个分子的微观运动，而是流体宏观的机械运动，故可以取流体质点而不是单个分子作
4、为最小考虑对象。2．连续性假定：在研究流体流动规律时，流体流动并非指其内部分子的微观运动，而是流体内部连续的流体质点的宏观运动，即将流体视为无数流体微团或质点组成的连续介质。3．质点的含义：所谓质点指的是大量分子构成的集团（微团），其大小与管路或容器的几何尺寸相比微不足道，但比分子自由程大得多。4． 适用范围：绝大多数情况适用，但高真空下的气体不能作为连续性介质。二.运动的描述方法1．拉格朗日法：选定一个流体质点，跟踪观察，描述其运动参数（如：位移，速度等）与时间的关系。2、欧拉法：在固定空间位置上观察
5、流体质点的运动情况（如：速度，压强等）直接描述各有关运动参数在空间的分布情况和随时间的变化。如对速度有：ux=fx(x,y,z,t)uy=fy(x,y,z,t)uz=fz(x,y,z,t)3.两种方法的区别：拉格朗日法：描述的是同一质点不同时刻的状态。欧拉法：描述空间各点的状态及其与时间的关系。三.定态流动（稳定流动）在流动系统中，流体的流速，压力等物理量仅为位置的函数。不随时间而变化的流动过程称为定态流动（稳定流动）。显然对指定点的速度ux,uy,uz,及压强P等均为时间无关的常数。如：流速定态：u=
6、f(x,y,z)桶内液面维持不变放水。非定态：u=f(x,y,z,t)桶内液面变化放水。连续生产过程中的流体流动，多视为稳定流动，在开工或停工阶段，则可能属于不稳定流动。生产以稳定流动为主。四、流线与轨线轨线：某一质点的运动轨迹。即选定质点跟踪观察而得。（拉法）流线：线上各点的切线表示同一时刻各点的速度方向。（欧拉法）同一点在同一时刻只有一个速度，所以各流线不会相交。在稳态流动时，流线与轨线重合。五.系统与控制体1．系统：众多流体质点的集合，与外界间的分界称为系统边界。系统与外界可以有力的作用与能量的交
7、换，却无质量交换。其边界随流体一起运动，因而其形状和大小可随时间而变化。拉格朗日法考虑。2．控制体或称为划定体积：化工生产中往往更关心一些固定空间（如：某一化工设备）中的流体流动，当划定一固定的空间体积来考虑问题，该空间体积称为控制体。构成控制体的空间界面称为控制面，控制面总是封闭的固定界面；流体可自由进出控制体，控制面上可有力的作用与能量的交换。控制体采用欧拉法考虑流体。1.1.2.流体流动中的作用力流动中的流体受到的作用力可分为体积力和表面力两种。一.体积力：作用与流体的每一个质点上，并与流体的质量
8、成正比。所以也称质量力，对于均质流体（ρ不变）也与流体体积成正比。如：重力，离心力。二.表面力：（压力与剪力）表面力与表面积成正比。作用于流体表面上的表面力可分为：垂直于表面的力，即压力，单位面积上的称压强。平行与表面的力，即剪力，单位面积上称剪应力。不可压缩流体：流体的体积如果不随压力及温度变化，这种流体称为不可压缩流体。实际上流体都是可压缩的，一般把液体当作不可压缩流体；气体应当属于可压缩流体。但是，如果压力或温度变化率很小时，通常也可
