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《化工原理第三版课件教学课件 作者 陆美娟 张浩勤 主编流体流动2.ppt》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、第二节流体静力学基本方程式*本节主要内容流体的密度和压强的概念；在重力场中的静止流体内部压强的变化规律及其工程应用。*本节的重点重点掌握流体静力学基本方程式的适用条件及工程应用实例。1-1流体的压力一、压力（压强）的概念流体垂直作用于单位面积上的力,即压强,习惯称压力特点:(1)说明大小数值即可，不用表示方向(2)空间不同点，压强的大小数值不相同1-1流体的压力二、压力的单位SI单位制，压力单位N/m2（即Pa或帕斯卡）常用Kpa（千帕），Mpa（兆帕）1Kpa=103Pa,1Mpa=106Pa,1Mpa=103Kpa习惯单位:atm（标准大气压）,a
2、t（工程大气压）,mmHg（毫米汞柱）,mH2O（米水柱）,bar（巴）.换算参见附录规定使用国际单位制(SI)1-1流体的压力三、压力的基准:绝对真空和大气压力绝对压强以绝对零压作起点计算的压强，是流体的真实压强。表压强 压强表上的读数，表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，即: 表压强＝绝对压强－大气压强真空度真空表上的读数，表示被测流体的绝对压强低于大气压强的数值，即: 真空度＝大气压强－绝对压强特别注意:大气压强指的是当地大气压力1-1流体的压力绝对真空大气压绝对压力绝对压力表压真空度p1p2图1-1绝对压力、表压与真空度的关系1
3、-1流体的压力例1-1某台离心泵进、出口压力表读数分别为30kPa(真空度)及170kPa(表压)。若当地大气压力为101kPa，试求它们的绝对压力各为若干（以法定单位表示）？解:泵进口绝对压力P1=101-30=71kPa泵出口绝对压力P2=170+101=271kPa1-2流体的密度与比容一.密度*定义:单位体积流体的质量称为密度.公式:（kg/m3)一定的流体*液体密度:作为常数,为不可压缩流体常见液体密度可查．相对密度(比重)1-2流体的密度与比容*气体密度：可压缩流体，ｐ和Ｔ变化率很小时作不可压缩流体处理一般气体密度按理想气体计算：气体在标准
4、状态下密度可查，应用时需换算1-2流体的密度与比容液体混合物密度气体混合物的密度或其中对于理想气体，其摩尔分率与体积分率相同。1-2流体的密度与比容二、比容即单位质量流体具有的体积:比容是密度的倒数,单位为m3/kg1-3流体静力学基本方程式某一点不同方向上的压强在数值上相等，为什么？流体的静压强是位置的函数：流体静力学方程式就是静压强与位置关系的具体函数形式1-3流体静力学基本方程式1-3流体静力学基本方程式重力场中垂直方向液柱受力分析：（1）上端面所受总压力方向向下（2）下端面所受总压力方向向上(3)液柱的重力方向向下1-3流体静力学基本方程式液柱
5、处于静止时,上述三项力的合力应为零,即*整理并消去A，得(1)*变形得(2)1-3流体静力学基本方程式*若将液柱的上端面取在容器内的液面上，设液面上方的压力为p0，液柱高度为h，则结果还可改写为(3)1-3流体静力学基本方程式(1)(2)(3)三式就是流体静力学基本方程式（三个式子完全等价），反映了在重力场作用下流体压强随位置变化的规律静力学基本方程适用条件:在重力场中静止、连续的同种不可压缩流体重要结论:p仅与z有关，而与x和y无关1-3流体静力学基本方程式液体:不可压缩流体,方程适用气体:ρ随压强p改变,可压缩流体,方程不适用。如果压强改变不大，ρ
6、取变化范围内的平均值ρm，可近似认为是常数，则上面的方程也可以适用。1-3流体静力学基本方程式结论(讨论)：（1）等压面：同一种流体、连通和同一水平面三个条件缺一不可1-3流体静力学基本方程式（2）液体具有传递压强变化的能力（3）在同一静止流体中，处在不同位置流体的位能和静压能各不相同，但总和恒为常量1-3流体静力学基本方程式（4）结果可改写为可用液柱高度表征压强的大小，但必须指明液体种类，以确定ρ。例如mmHg，mH２O，mmH２O就可以来表示压强的大小医学上血压也常用mmＨg表示。hgpp=-r01-4流体静力学基本方程式的应用利用静力学基本原理可
7、以测量:流体压力与压差容器中的液位液封高度计算1-4流体静力学基本方程式的应用一、压力测量１．U形压差计a,b在同一等压面上1-4流体静力学基本方程式的应用被测流体是气体一端与被测点连接，另一端与大气相通，则测得的是表压或真空度。问:图中R表示表压还是真空度?1-4流体静力学基本方程式的应用复合U形压差计1-4流体静力学基本方程式的应用U形压差计安装在倾斜管路中实际上，不论两测压点位置如何，Ｕ形压差计的读数所反映的实际上是两测压点之间的总势能差。1-4流体静力学基本方程式的应用例如附图所示，水在管道中流动。为测得a、b两点的压力差，在管路上方安装一U形
8、压差计，指示液为汞。已知压差计的读数R＝100mm，试计算ａ、ｂ截面的压力差。已知水与汞的密度
