化工基础-第二章-流体的流动和输送.ppt

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1、二一些基本概念：1.理想流体：没有粘性，不可压缩，无流动磨擦阻力的流体。（压强不变的气体）实际流体：具有粘性，可压缩，有流动磨擦阻力的流体。2.稳定流动：流道载面上的流体的T、P、v、组成C等不随时间t变化的流动。非稳定流动：流道载面上的流体的T、P、v、C=f（t）3.流体的密度和相对密度1）密度ρ=m/Vkg/m3（公斤s2/m4）对于理想气体：PV=nRTPM=nMRT/V=mRT/V=ρRT∴ρ=PM/RT2）相对密度Si=ρi/ρH2O(4℃)=(ρikg/m3)/(103kg/m3)∴ρi=103Sikg/m34流体的重度r——单位体积内的物

2、料所具有的重量r=W/V=(m/v).g=ρ.gN/m3(公斤/m3)1公斤/m3=9.81N/m34流体的压强：P=F/ASI制：1Pa—1N/m21)压强的单位工程制：1at(工程大气压)=1公斤/cm2=98100Pa物理制：1atm=0.76mHg=101325Pa1bar(巴)=106dyn/cm2=10N/10-4m2=105Pa2)压强的液柱表示法：如图：331-2P=0hpaPb图2-1托里拆利实验当管内液体静止时有：Pb(静)=Pa=1atmPb=F/A=hAρg/A=hρg(ρ—流体密度)∴Pa=hρg或h=Pa/ρg可见：一定的压强

3、可使密度为ρ的流体上升一定的高度，故液柱高度可表示一定压强，或：流体柱所产生的压强P只与流体柱高度h和密度ρ有关，而于柱面积无关。讨论：a.用不同流体表示同一压强时：P=h1ρ1g=h2ρ2g∴h1/h2=ρ2/ρ1即柱高与密度成反比b.用同一流体表示不同压强时：P1=h1ρgp2=h2ρg∴h1/h2=P1/P2即柱高与压强成正比例1.计算大气压的Pa值，1atm=？Pa解：P=hρg=0.76*13.6*9.81*103=101325Pa例2.大气压最多可使水上升多少m?解：hH2O=Pa/ρH2Og=101325/103*9.81=10.33m例3

4、.1mH2O柱所产生的压强能使汞上升多少mm?解:问同一压强(1mH2O柱)能使汞上升多少mm？∵P=h1ρ1g=h2ρ2g∴h2/h1=ρ1/ρ2∴hHg=hH2O*ρH2O/ρHg=1*103/13.6*103=0.0735m=73.5mmHg3)压强的相对性表示法a.绝对压强：以绝对真空为起点而表示的压强b.表压：以当时当地的大气压为起点而表示的压强。c.负压：低于当时当地的大气压的绝对压强。d.真空度：负压与大气压的差值。(图2-2)可见：当P≥1atm时：绝对压强=大气压+表压(表示两点之间的压差时用表压---简单)当P<1atm时：绝对压强

5、(负压)=大气压-真空度(两点压强有1个小于大气压时须用绝对压强)14--2节P表压绝1atm对真大空压度气负强压压绝对零压P=0例4.判断表压与绝对压强(ρ≈0)解：如图ρi=13600kg/m3h1-h2=?∵P+hρg=h1ρig+P1=h2ρig∴P=h1ρig-hρg(?)又∴P=h2ρig-hρg(?)h1ρig-h2ρig=？PP2=1atmP1=0h1hh2例5.判断负压与真空度(ρ≈0)解:如图：P1<1atmP1=1atm-h1ρig负压真空度h1液柱反映P1与大气压的差值如图：(?)P2≥1PaP2=h2ρig(表压)=1atm+h

6、2ρig(绝对压强)(图2-4)(图2-3)P1h1作业二：1.填空：1mmHg=？Pa；1Pa=？at=？mmHg；100mmHg=?mH2O；1mCCl4=?kPa(sCCl4=1.6)2.1点的压强P1=6at(表压),2点的真空度500mmHg,求△P=P1-P2=？Pa341－2P1=6at+1atm=6*9.81*104+101325=659925PaP2=1atm–h2ρHgg=34664Pa或：P1–P2=(6at+1atm)–(1atm–h2ρHgg)=6at+0.5*13590.456*9.81=655261Pa答案1.133.3/1

7、.02*10-5/7.5*10-3/1.36/15.7；2.(略)；3.655261Pa一、静力学方程静止流体中的小液柱,在垂直方向受力为：如图压力：↓P1A重力：↓(H1-H2)Aρg=hAρg托力：↑P2A小液柱静止，所受合力为0，故有：§2静力学方程P2=P1+(H1-H2)ρg=P1+hρg……静力学方程(1)即：静止流体内部任一点的压强等于该处流体柱所产生的压强及柱上方压强之和。变形有：H1+P1/ρg=H2+P2/ρg=…静力学方程(2)讨论：1.单位—m，1m=1J/N单位重量的流体所具有的能量——压头。H—位压头P/ρg—静压头h二、

8、静力学方程的应用2.方程的意义：静止流体中任一点的位压头与静压头之和为一常数。（