《流体的基本性质》PPT课件.ppt

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1、化工基础AnIntroductiontoChemicalIndustryandEngineering1教学目的：重点难点：课型：第三章流体流动过程及流体输送设备§3.1流体的基本性质掌握流体有关的物理性质和流体静力学方程流体的压强理论知识课流体的流速和流量流体的粘度流体静力学方程及其应用2复习化工生产过程是由一系列的______按一定的顺序所组成，在这些单元中，有的主要是______作用,有的主要是_____变化。主要是__________或______________的单元可归纳为传递过程。化学工程中的传递过程包括__________、__________和___

2、________。单元物理化学物理作用物理化学作用动量传递热量传递质量传递3流体的流动和输送在化工生产中占有非常重要的地位,是必不可少的单元操作之一.4第三章流体流动过程及流体输送设备流体(fluid)——没有固定形状,能够自由流动liquidgasfluid流体力学(fluidmechanics)流体静力学(hydrostatic)流体动力学(hydrodynamic)动量传递过程momentumtransferprocess5密度(density):是指单位体积物料所具有的质量,单位液体混合物密度的计算：以1kg混合物为基准混合物中各组分的质量分率液体混合物中各

3、组分的密度Note:忽略体积效应§3.1流体的基本性质注:流体的密度是温度和压力的函数6气体混合物密度的计算：当p不太高,T不太低时,可按理想气体处理Mm—气体平均分子量，或:由于各组分在混合前后质量不变，以1m3混合气体为基准——气体混合物中各组分的体积分率。——在气体混合物的压力下各纯组分的密度，kg/m3。7比体积(specificvolume):是指单位质量物料所具有的体积。8压强(pressure):物体单位面积上所受到的流体垂直作用力。压强的单位：国际单位制Pa物理学(cgs制)atm、mmHg、mH2O等。工程单位制千克(力)/厘米2(kgf•cm-2

4、)——工程大气压（at）工程技术上习用:8公斤蒸汽，是指8kgf•cm-2(表压)的饱和蒸汽；反应釜有5公斤压强，指5kgf•cm-2(表压)的压强。压强的单位换算:1atm=101325Pa=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf•cm-21mmHg=0.133kPa1mH2O=9.81kPa1kgf•cm-2=98.1kPa1bar=100kPa液柱9以液柱表示压强：Ah[m液柱]Note：①h即为该流体在压力p作用下能上升的高度；②同一p值,因不同流体的密度不同,其h值也不同，③用液柱高度表示流体的压力时，必须注明是何种流体，必要时还应注明温

5、度以确定流体的密度。10压强的基准绝对压(absolutepressure):以绝对零压为起点的压强称为绝对压强。表压(superatmosphericpressure):以当时当地大气压为起点的压强。真空度(degreeofvacuum)：低于当时当地大气压的这部分压强。绝对零压线当时当地大气压(1.0atm)p1(1200mmHg)绝对压表压绝对压真空度p2(500mmHg)绝对压=当时大气压+表压=当时大气压—真空度11体积流量：单位时间内通过导管任一横截面的流体的体积，称为体积流量，qv流量(flow,flux)体积流量(volumeflowrate)质量流

6、量(massflowrate)质量流量：单位时间内通过导管任一横截面的流体的质量，称为质量流量，qm（m3•s-1）。（kg•s-1）。qm=qv•摩尔流量:单位时间内通过导管任一横截面的流体的物质的量，称为摩尔流量，qn(mol.s-1)摩尔流量(molarflowrate)12流速(velocityofflow)※点速度(spotspeed)：单位时间内流体质点在流动方向上通过的距离，ur（m•S-1）※平均流速(averageflowrate)：u=qv/s（m•s-1）=4qv/d2※质量流速:单位时间内流体流经管路单位截面积的质量，kg.s-1.m-2

7、13管径的计算∴qV是由生产任务决定的ud材料费用设备费用阻力能量消耗操作费用优化：两者之和最小14表2-2工业上管内流体常用的流速范围流动介质流速(m•s-1)液体自然流动粘性流体（油类、硫酸等）一般液体0.1～1.00.5~1.00.5～2.5气体自然流动不大的压强下(鼓风机管路)压缩气体2～48～1515~25蒸汽常压和略高于常压的饱和蒸汽0.1～0.5MPa(表压)饱和水蒸汽15～2520～4015管径的计算表2-3水管、煤气管的规格公称口径Dg外径mm普通管壁厚mm加厚管壁厚mmmm英寸1015202532401251503/8½¾11¼1½56172