化工原理第一章主编沈萍

《化工原理第一章主编沈萍》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、2021/8/28第1章流体流动1.1流体基本性质1.2流体静力学1.3流体动力学1.4流体流动的内部结构1.5流体流动阻力1.6管路计算1.7流速和流量的测定1.8流体输送机械2021/8/281.1流体基本性质1.1.1连续介质的假定1.1.2流体的压缩性1.1.3作用在流体上的力1.1.4质量力与密度1.1.5压力1.1.6剪切力与黏度第1章流体流动与输送机械2021/8/281.1.1连续介质的假定(1)连续性假设内容：质点目的：不考虑分子间的相互作用力适用范围：在绝大多数情况下……，只是……。和实际情况不同？2021/8/28（2）流体运动的描述方法拉格朗日法选定一个流体质

2、点，对其跟踪观察，描述其运动参数（位移、速度等）与时间的关系。描述的是同一质点在不同时刻的状态。欧拉法在固定的空间位置上观察流体质点的运动情况，直接描述各有关参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。2021/8/281.1.2流体的压缩性液体：——不可压缩性流体气体：——可压缩性流体2021/8/281.1.3作用在流体上的力（1）质量力（体积力）（2）表面力（剪应力，压力）2021/8/28（1）体积力（质量力）是作用在所考察对象的每个质点上的力，属于非接触性的力与流体的质量成正比，对于均质的流体也与流体的体积成正比。如流体在重力场中运动时受到的

3、重力就是一种体积力，F＝mg。还有呢……？2021/8/28（2）表面力（与流体的表面积成正比）①垂直于表面的力P，称为压力。单位面积上所受的压力称为压强p。1MPa（兆帕）＝106Pa（帕斯卡）注意：国内许多教材习惯上把压强称为压力。②平行于表面的力F，称为剪力（切力）。单位面积上所受的剪力称为应力τ。2021/8/281.1.4质量力与密度流体的质量力与流体的质量成正比，即与流体的密度成正比。1）密度定义单位体积的流体所具有的质量，ρ;SI单位kg/m3。2021/8/282）影响ρ的主要因素液体：——不可压缩性流体气体：——可压缩性流体2021/8/283）气体密度的计算理想气体在

4、标况下的密度为：例如：标况下的空气，操作条件下（T,P）下的密度：由理想气体方程求得操作条件（T,P）下的密度2021/8/284）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:假设混合后总体积不变，—液体混合物密度计算式2021/8/28②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:φ1,φ2,…,φn,其中:i=1,2,….,n混合物中各组分的质量为：当V总=1m3时，若混合前后,气体的质量不变，当V总=1m3时,——气体混合物密度计算式2021/8/28当混合物气体可视为理想气体时,——理想气体混合物密度计算式其中：各纯组分的

5、摩尔质量，kg/mol气体混合物中组分的摩尔分数2021/8/285)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。②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。在数值上:2021/8/281）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。SI制单位：N/m2，即Pa。其它常用单位有：atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm2、bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。1.1.5压力2021/8/28换算关系为：1标准大气压(atm)=101330Pa=10330kgf/m2=1.033kgf/c

6、m2=10.33mH2O=760mmHg2021/8/282）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2021/8/28绝对压强、真空度、表压强的关系为当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。如：200KPa（表压）、4×103Pa（真空度）。绝对压力测定压力表压大气压当时当地大气压（表压为零）绝对压力为零真空度绝对压力测定压力2021/8/281）牛顿粘性定律流体的内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。又称为粘滞力或粘性

7、摩擦力。——流体阻力产生的依据1.1.6剪切力与黏度2021/8/28剪应力：单位面积上的内摩擦力，以τ表示。适用于u与y成直线关系2021/8/28——牛顿粘性定律式中：速度梯度比例系数，它的值随流体的不同而不同，流体的粘性愈大，其值愈大，称为粘性系数或动力粘度，简称粘度。2021/8/28非牛顿型流体凡是剪应力与速度梯度不符合牛顿粘性定律的流体均称为非牛顿型流体。非牛顿型流体的剪应力与速度梯度成曲线关系，或者成不过原点的直线关系