绪论流体静力学

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1、大家好化工单元操作二、化工生产过程的特点（1）生产过程的连续性和间接性（2）生产技术的复杂性和严密性（3）原料、产品和工艺的多样性（4）安全生产的极端重要性1、单元操作在化工生产过程中，具有共同特点，遵循共同的物理学或化学规律，所用设备相似，作用相同的基本加工过程成为单元操作或单元反应.其中具有物理变化特点的基本加工过程称为单元操作，具有化学变化特点的基本加工过程称为单元反应。2、常用的单元操作（1）流体流动过程的单元操作流体的输送（如各种泵、风机、压缩机）、过滤、离心分离、沉降、固体流态化（2

2、）热量传递过程单元操作如传热、蒸发等。（3）质量传递过程单元操作如蒸馏、吸收、干燥等。（4）热力学过程单元操作如冷冻、深度冷冻等。（5）机械过程单元操作如固体的粉碎、过筛物料的搅拌等项目一流体静力学一、流体的主要物理量1、密度单位体积流体所具有的质量，称为流体的密度，用符号ρ表示，即ρ=m/v不同流体，密度不同。同一流体的密度随温度和压强而变化。2、相对密度相对密度是指某物体在一定温度下的密度与参考物体密度之比，用符号d表示。液体的相对密度，指某种液体在一定下的密度与277K、标准大气压下纯水的

3、密度之比，表达式为：dT277=ρ/ρ水纯水在277K时的密度为1000kg/m3。工业上测定相对密度最简单的方法是用密度计。3、比体积单位质量流体的体积，称为比体积。γ=V/m单位为m3/kg4、气体的密度气体具有可压缩性及热膨胀性，其密度随温度和压强有较大的变化。在通常的温度和气压下，气体的密度也可近似地用理想状态方程式求得：混合气体的密度，也可用式上式计算，但应以混合气体的平均摩尔质量M均代替M。M均可按下式求得：二、压力1、流体的压强或压力流体垂直作用于单位面积上的力，用P表示。P=F/

4、A式中：F：垂直作用于这个面积的力。A：流体的作用面积。2.压力的单位在SI中，压力的单位为Pa。实际中应用中，还用atm、at、mmHg、mH2O等。1atm=760mmHg=10.33mH2O=1.01325×105Pa工业上测量压强的仪表，称为压强计或压力表。从压强计上所测的压强数值，并不是设备内流体的真实压强，而是流体的真实压强与外界大气压强之差。流体的真实压强称为绝对压强，简称绝压。从压强计上读出的压强值称为表压强，简称表压。绝对压强与表压强的关系为：绝对压强=表压强+大气压强若所测压

5、强低于大气压强时，则用真空表进行测量。真空表上的读数称为真空度，是大气压强与流体的绝对压强之差，它们之间的关系为：绝对压强=大气压强-真空度由于各种化工设备、化工管路和检测仪表都处于大气压力，因此，工程上均采用表压和真空度来表示压力。由上述关系可知，对同一压力，用表压和真空度表示时，其值大小相等，符号相反，为了避免混淆，表压和真空度要加以标注，不加说明时，工程计算上认为是绝对压力。如5MPa（表压），10kPa（真空度）等。练习1、某一液体的相对密度为0.791，则该液体的密度为，单位是。2、当

6、大气压为105kPa，若某设备进口压力表读数为50kPa，出口真空表读数为40kPa，则设备进出口的压力差为（）A、10kPaB、90kPaC、155kPaD、55kPa3、从压力表上读出的压力，就是设备的真实压力。（）4、当大气压为100kPa，若压力表读数是30kPa时，则设备真实压力为（）A、100kPaB、30kPaC、130kPaD、70kPa第二节流体静力学一、流体静力学基本方程式P1=P0+ρgh静止液体内部压强的变化规律：（1）静止液体内任一点的压强与液体的密度和深度有关，液体密

7、度越大，深度越深，该点的压强越大；（2）在连通着的同一种液体内，同一水平面各点的压强相等，与容器形状无关，这个压强相等的水平面称为等压面；（3）当液体内部任意一点的压强或液面上方的压强发生变化时，液体内部各点的压强也发生同样大小的变化，即液体能把所受到的压强，大小不变地传递到液体内部各点。上式虽然是由液体推导出来的，但也适用于气体，因此称为流体静力学方程式。2、流体静力学方程式的应用（1）测量压强①普通U形管压差计指示液要与被测液体不互溶，不起化学反应，且要求指示液的密度大于被测液体的密度。通常

8、采用的指示液有：着色水、油、四氯化碳、水银等。U形管压差计在使用时，两端口与被测液体的测压点相连接。U形管压差计不但可用来测量流体的压力差，也可测量流体在任一处的压力。U形管压差计所测压差，只与读数R、指示液和被测液体的密度有关，而与U形管的粗细、长短、形状无关，在此基础上又产生了斜管压差计、双液柱微差计、倒U形管压差计等。②单管压差计单管压差计U形管压力计的标尺分格值是1mm，读数时读左右两侧的玻璃管高度的差值，产生的误差是1mm，为了减小读数误差和进行一次读数，采用单管压差计，它是将U形管压