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1、第一章流体流动1.研究流体流动问题的重要性流体是气体与液体的总称。流体流动是最普遍的化工单元操作之一；研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础。2.连续介质假定假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间没有间隙的流体质点（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。工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。3.流体的特征具有流动性；无固定形状，随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。不可压缩流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液体；可压缩性流体：流体的体积随压力发生变化，如气体。Ne
2、xt………第一章一、流体的密度流体流动二、流体的压强三、流体静力学方程四、流体静力学方程的应用第二节流体静止的基本方程一、流体的密度1.密度定义流体的密度就是单位体积的流体所具有的质量，用ρ表示mSI单位kg/m3。即：ρ=V2.影响ρ的主要因素任意流体的密度都是随流体的压强和温度的改变而改变的，即：ρ=f(t,p)对于液体，压强的变化对密度的影响很小，可以忽略，称为不可压缩性流体。此时，密度随温度而改变，=f(t)ρ在使用液体的密度时，要注意温度条件。对于气体，密度随T、P改变很大，称为可压缩性流体，此时，ρ=f()t,p气体的密度必须标明其状态。当压
3、强不太高，温度不太低时，气体可以按理想气体处理。理想气体在标况下的密度为：Mρ=0224.例如标况下的空气，M293ρ===.129kg/m0224.224.操作条件下（T,P）下的密度pT0ρ=ρ0pT0其中：（P,T）为操作条件；（T,P）为标况00或由理想气体方程求得操作条件（T,P）下的密度mnMPVMPMPV=nRT⇒ρ====VVRTVRT3.混合物的密度1）液体混合物的密度ρm取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为:mxwA、xwB、…、xwn,其中x=iwim总当m=1kg时，x=m总wii假设混合后总体积不变，xxxmwAw
4、Bwn总V=++"+=总ρ1ρ2ρnρm若混合前后,气体的质量不变，m=ρx+ρx+.......+ρx=ρV总1122nnm总当V=1m3时,ρm=ρ1x1+ρ2x2+......+ρnxn总——气体混合物密度计算式当混合物气体可视为理想气体时,PMmρ=——理想气体混合物密度计算式mRT式中：M为混合物气体的平均分子量mM=My+My+......+Mym1122nn1xxxwAwBwn∴=++"+ρmρ1ρ2ρn——液体混合物密度计算式2)气体混合物的密度取1m3的气体为基准,令各组分的体积分率为xx,…,x,vA,vBVnVi其中:xVi=i=1
5、,2,….,nV总m当3x=V由知，V=1m时，Viiρ=总Vρx,ρx,......,ρx混合物中各组分的质量为：1VA2VBnVn4.与密度相关的几个物理量1）比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ表示，单位为m3/kg。1在数值上:ν=ρ2）比重(相对密度)：某物质的密度与4℃下的水的密度的比值，用d表示。ρd=,3ρ=1000kg/m4°C水ρ°4C水Next………二、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。P数学表达式为：p=ASI制单位：2N/m，即Pa。其它常用单位有：atm（标准大气压）、工程大
6、气压kgf/cm2、bar；流体柱高度（mmHO，mmHg等）。2换算关系为：21atm=.1033kgf/cm=760mmHg5=10.33mHO=.10133bar=.10133×10Pa221工程大气压=1kgf/cm=7356.mmHg4=10mHO=.09807bar=.9807×10Pa22、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。2）表压强（表压）：压力上读取的压强值称为表压。表压强=绝对压强－大气压强3）真空度：真空表的读数真空度=大气压强-绝对压强=-表压绝对压强、真空度、表压强的关系为A表压强绝对压强大气压
7、强线真空度B绝对压强绝对零压线当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。3如：4×10Pa（真空度）、200KPa（表压）。Next………三流体静力学平衡方程一、静力学基本方程设流体不可压缩，ρ=Const.p0重力场中对液柱进行受力分析：p1（1）上端面所受总压力P=pA方向向下G11z1（2）下端面所受总压力p2z2P=pA方向向上22（3）液柱的重力G=ρgA(z−z)方向向下12液柱处于静止时，上述三项力的合力为零:pA−pA−ρgA(z−z)=02112p=p+ρg(z−z)2112压力形式pp12+z1g=+z2g能量形式ρρ——静力学基本方
8、程讨论：（1）适用于重力场中、静止、连续的同种不可压缩性流体；（2）物理意义：z
