化工原理第四版_王志魁.ppt

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1、流体流动第一章8，9，10，11，12，13，15，16，17，19，24，29，32，33，35作业题：辽阳化纤厂一、流体流动(动量传递)气体和液体统称为流体二、可压缩性流体与不可压缩性流体可压缩性流体—气体不可压缩性流体—液体三、流体的特性1、流动性；2、没有固定形状，形状随容器而变；3、流体流动—外力作用的结果；4、连续性（除高度真空情况）。转子流量计阀门贮槽离心泵贮槽流体流动的典型流程计算内容：流速、流量、压强、管径、扬程、功率重点第一节流体静力学研究外力作用下的平衡规律一、流体的压力1.定义：流体垂直作用于单位面积上的力。N/M2Pa2.压力的单位(1)SI单位[N/m2

2、][Pa]P=F/A3.换算：1atm=1.0133×105[N/m2]=101.3[kPa]=10330[kgf/m2]=10.33[mH20]=760[mmHg]1at=1[kgf/cm2]=10[mH20]=735.5[mmHg]=98.1[kPa](2)工程单位[kg/m2]—[at]—[mmHg]—[mmH20]—[mH20]4.压力的基准及表示形式以绝对真空为基准以当时当地压力为基准绝对压表压真空度绝压（余压）表压＝绝对压-大气压真空度＝大气压-绝对压绝对零压大气压实测压力实测压力例题：在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶真空表读数为80kPa，在天津操作时，真空表读数应为

3、多少？已知兰州地区的平均大气压85.3kPa，天津地区为101.33kPa。解：维持操作的正常进行，应保持相同的绝对压，根据兰州地区的压强条件，可求得操作时的绝对压。绝压=大气压-真空度=85300–80000=5300[Pa]真空度=大气压-绝对压=101330-5300=96030[Pa]二、流体的密度与比体积1.密度定义：单位体积流体所具有的质量。ρ=m/V[kg/m3]2、影响因素：温度和压力（1）液体—为不可压缩的流体，与压力无关，温度升高，密度降低。(2)气体—为可压缩性的流体，通常（压力不太高，温度不太低）时可按理想气体处理，否则按真实气体状态方程处理3、混合物密度（

4、1）气体ρ=MP/RTρ=ρ0T0P/TP0ρm=MmP/RTMm=y1M1+y2M2+…ymMm（2）液体混合物密度应用条件：混合物体积等于各组分单独存在时的体积之和。w—质量分率4、比体积单位质量的流体所具有的体积。v=V/m=1/ρ5、相对密度与重度(1)相对密度dd=ρ/ρ4℃水=ρ/1000(2)重度r=G/Vkgf/m3重度值=密度值(值相同但意义不同)三、流体静力学基本方程1.相对静止状态流体受力情况上表面作用力：F1=P1A下表面作用力：F2=P2A重力：G=gA(Z1-Z2)2.静力学方程及巴斯葛定律F1+G=F2P1A+gA(Z1-Z2)=P2AP2=P1+

5、g(Z1-Z2)或P2=P0+g(Z1-Z2)=P0+ghF1=P1AF2=P2AG=gA(Z1-Z2)3.讨论P2=P0+gh1.流体某一深处的压力与深度和密度有关。2.液面上方流体压力改变，液体内部压力随着改变且变化值相同（巴斯葛定律）。3.静止的、连续的同一流体内、同一水平面处各点压力相等。(等压面)4.压力或压差可用液柱高度表示。H=（P2-P0）/g记住5.可用不同液柱高度表示压力，换算关系为：H’=H/’6.静压头与位压头之和为常数。Z—表示把单位重量流体由基准面移至Z高度后具有的位能。P/ρg——静压头例:P0>P1>P2P1=?P2=?PA=PA’P

6、B=PB’PC=PC’3.当细管水位下降到多高时,槽内水将放净?1=800kg/m32=1000kg/m3H1=0.7mH2=0.6m例题:1.判断下面各式是否成立2.细管液面高度解:利用等压面原理求解PA=PA’PB=PB’3.2gh’=1gH1h’=0.562.2gh+p0=1gH1+2gH2+p0h=H2+H1ρ1/ρ2h=1.16四、流体静力学基本方程的应用(一)压力测定1.U型管压差计P1P2A-A’为等压面PA=PA’PA=P1+g(H+R)PA’=P2+’gR+gHP1-P2=Rg(’-)如测量气体0P1-P2=Rg’一臂通大气?2.倾斜

7、液柱压差计R1=R/sinR=R1sin3.微差压差计—放大读数P1P2abR特点：（1）内装两种密度相近且不互溶的指示剂；（2）U型管两臂各装扩大室（水库）。P1-P2=（a-b）Rg例题：用普通U型管压差计测量气体管路上两点压差，指示液为水，读数R为1.2cm，为扩大读数改为微差计，一指示液密度为920kg/m3，另一指示液密度为850kg/m3，读数可放大多少倍？解：（水-气）gR=（1-2）gR’新读数为原读数的171/12＝14.3倍R’