流体流动过程与输送

《流体流动过程与输送》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3章流体流动过程与输送设备教学时数9学时第3章流体流动过程与输送设备3.1流体的基本概念3.2流体稳定流动时的基本规律3.3流体压力和流量的测量3.4管内流体流动的阻力3.5流体输送设备内容提要介绍流体的性质，主要讨论流体流动过程的基本规律，即柏努利方程，并应用其解决流体流动和输送有关的问题。流体流动的形态分为滞流和湍流。流动时的流体阻力按这两种类型来讨论，分别给出其计算公式。介绍流体流量和流体压力的测量原理和方法，介绍流体输送设备-离心泵和往复式压缩机的工作原理。学习指导明确流体各种性质的定义及

2、其SI制的形式，着重掌握柏努利方程及其应用。掌握雷诺数（Re）的定义并能根据(Re)数值的大小来判定流体流动的形态；掌握流体流动阻力的计算。理解流体流量和流体压力的测量原理和方法，了解流体输送设备-离心泵和往复式压缩机的工作原理。3.1流体的基本概念3.1.1理想流体和实际流体3.1.2流体的密度、相对密度和比容3.1.3流体的压强3.1.4流体流量和流体流速3.1.5稳定流动与不稳定流动3.1.6流体的粘度流体的基本概念化工生产中研究流体流动和输送和作用：（1）确定流体输送所需要的能量和设备；（2）

3、选择输送流体所需要的管径；（3）流体流量的测量和控制；（4）研究流体的流动形态和条件，作为强化设备和操作的依据；（5）了解流体输送设备的工作原理和操作性能，正确使用流体输送设备。气体和液体统称为流体。流体的基本概念流体流动规律在化工生产中有重要作用。因为化工生产过程中所处理的物料大多是流体，流体在管道内的输送问题与流体流动的规律有关，在化工生产中有些单元操作也直接与流体流动有关。要研究流体的流动规律，必须明确了解流体的性质和流动特征。3.1.1理想流体和实际流体理想流体：指流体在流动过程中不产生摩擦阻

4、力的流体。或者说，流体没有粘性，流体的粘度等于0。理想流体的分类：理想液体和理想气体。理想液体：不可压缩，受热不膨胀。理想气体：可以认为气体分子没有体积，可以用理想气体状态方程表示。或3.1.2流体的密度、相对密度和比容流体的密度：单位体积物料所具有的质量，用ρ表示，单位为kg·m-3。ρ=m/V流体的相对密度：指给定条件下某物理量的密度ρ1与另一物理量的密度ρ2之比，用d表示，如果参考物质是水，则相对密度等于“比重”的值。流体的密度、相对密度和比容液体混合物的密度ρm若某种液体是由N种不同的液体混合

5、而成，若以1kg混合物为基准,则其体积等于各组分单独存在的体积之和：对气体混合物,各组分浓度常用体积分数来表示.若以1m3混合气体为基准,则其质量等于各组分单独存在的质量之和：ρm=ρ1φ1+ρ2φ2+….+ρnφn流体的比体积：单位质量物料所具有的体积，用ν表示，单位为m3·kg–1，它是密度的倒数。ν=1/ρ流体的密度、相对密度和比容气体混合物的密度ρm气体混合物的密度ρm的计算与纯气体的密度计算式类似，只不过将M改为Mm即可，而Mm为平均分子量，即ρm=PMm/RT而Mm=M1Y1+M2Y2+…

6、+MnYn例3-1已知20°C时水、甘油的密度分别为998kg·m-3、1260kg·m-3。求50%甘油水溶液的密度。解：1/ρm=0.5/998+0.5/1260ρm=1114kg·m-33.1.3流体的压强流体的压强：垂直作用于单位面积上的压力，称流体的压强，在工业生产上，有时把压强也称为压力，用符号p来表示。其数学表达式为：流体的压强压强的单位国际单位，帕斯卡Pa，等于N·m-2。其它单位有，mmHg柱、mH2O柱、绝对大气压（atm）、工程大气压（kgf·cm-2）。它们之间的关系为：1at

7、m=101325Pa=760mmHg柱=10.33mH2O柱1at=1kgf·cm-2=9.81×104Pa=735.6mmHg柱=10mH2O柱流体的压强用液体柱表示压强设流体的密度为ρ，液体柱的高度为h，液体底部面积为A，则作用于底部的流体柱的重力为ρgAh，于是压强：或用不同液体柱表示同一压强：p=ρAhAg=ρBhBg或ρAhA=ρBhB流体的压强压强的基准流体压强p可用绝对压力、表压力和真空度表示。绝对压，或称为真实压，是以绝对零压为起点计算的压强。本课程中的公式、方程所指的压强，均为绝对压

8、强，简称绝压。表压强，简称表压，是指以当时当地大气压为起点计算的压强。当所测量系统的压强等于当时当地的大气压时，压强表的指针指零。即表压为零。流体的压强真空度，当被测量的系统的绝对压强小于当地的大气压时，当地大气压与系统绝对压之差，称为真空度。此时所用的测压仪表称为真空表。绝对压、表压、真空度之间的关系如图3-1所示。图3-1绝对压、表压和真空度的关系A测压点压强小于当时大气压B测压点压强大于当时大气压例3-2在兰州操作的乙烯真空蒸馏塔顶的真空表读数为8