空气的性质和流动规律1.ppt

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1、空气流动的流体力学原理主要内容：空气的性质空气管流的速度和风量空气管流的静压、动压和全压空气管流的流动阻力和能量损失§1空气的性质一、空气及其组成1.空气是一种物质。2.空气的组成：3部分a、干洁空气；b、水汽；c、悬浮微粒。（固态微粒、液态微粒）-----------空气的本底物质(本底浓度)。§1空气的性质3.从空气组分是否变化上a、恒定组分：如氮气、氧气、氩气及稀有气体；b、可变组分：CO2、水汽；c、不定组分：悬浮微粒。§1空气的性质二、空气的密度和重度1.密度单位：kg/m3；符号：如：空气的密度：a=1.2kg/m3水的密度：

2、水=1000kg/m32.重度单位：N/m3；符号：如：空气的重度a=11.77N/m3§1空气的性质3、重度和密度的关系：=g4、重度的工程单位制：kg/m3如:空气的重度a=1.2kg/m3§1空气的性质三、温度和湿度1、温度a、摄氏温度t（℃）b、绝对温度T（K）关系：T=273+t（K）§1空气的性质2、湿度空气中水汽的含量称为空气的湿度。a、绝对湿度单位质量或单位体积空气中所含水汽的质量即绝对湿度。单位：kg/kg或kg/m3。b、相对湿度：空气中水汽的含量达到在该温度下最大值时的气体状态，称为饱和状态。§1空

3、气的性质在一定条件下，空气的含水量趋于其饱和含水量的程度，称为相对湿度。§1空气的性质四、空气的黏滞性1、现象：问题：在一倾斜面上分别到上水、油，谁流的快？2、黏性定义流体流动时，在流体内部质点间会产生内摩擦力来阻止流体的相对运动，这种性质称为黏滞性。4.黏性的意义空气的黏滞性是空气流动产生阻力的根本原因。§1空气的性质五、空气的压缩性和膨胀性1.压缩性空气受到压强作用体积缩小、密度增大的特性称为空气的压缩性。2.膨胀性空气因温度增加而体积增大、密度减小的特性称为空气的膨胀性。§1空气的性质式中p——空气的绝对压强，N/m2；ρ——空气

4、的密度，kg/m3；R——气体常数，对于空气R=287N·m/kg·K；T——绝对温度，T=273+t，K；t——空气的摄氏温度，℃。3.变化规律：理想气体状态方程§1空气的性质4.空气密度和重度的计算表达式空气密度：空气重度：§1空气的性质5.可压缩空气和不可压缩空气空气的压缩性和膨胀性常用重度或密度是否变化来反映。影响空气重度的因素：①温度；②压强可压缩空气：重度数值变化，具有可压缩性和膨胀性不可压缩空气：重度数值不变化，属于不可压缩空气，具有液体一样的性质。§1空气的性质6.通风工程上的标准空气温度20℃，绝对压强760mmHg

5、，相对湿度50%的空气定义为通风工程上的标准空气：重度γa=11.77N/m3密度ρa=1.2kg/m3§1空气的性质六、空气的压强1.压强的表示方法（1）绝对压强以毫无一点空气存在的绝对真空为基准计算的压强。（2）相对压强以当地大气压为基准计算的压强。§1空气的性质绝对压强、相对压强、大气压之间的关系：相对压强=绝对压强-大气压绝对压强、相对压强和大气压之间的关系：图1-1§1空气的性质2.压强的单位（1）定义单位N/m2即压强的国际单位制。N/m2简称帕，符号：Pa。1N/m2=1Pakg/m2此单位即压强的工程单位制1kg/m2=9.8

6、1Pa§1空气的性质（2）液柱高度毫米汞柱（mmHg）毫米水柱（mmH2O）1mmHg=13.6mmH2O1mmH2O=1kg/m2§1空气的性质（3）大气压物理大气压（atm）工程大气压（at.）1atm=760mmHg=10336mmH2O=10336kg/m21at.=10000mmH2O=1kg/cm2=9.81×104Pa=736mmHg§1空气的性质其他常用的压强单位及单位换算关系：1兆帕（mPa）=106Pa1千帕（KPa）=1000Pa1巴（bar）=105Pa1托（Tor）=1mmHg=133.322Pa§1空气的性质例通风

7、管道某断面上空气的压强为-100mmHg，空气温度20℃，当地大气压为760mmHg。求该断面空气的重度。解：因为：相对压强=绝对压强-大气压，所以，-100mmHg的绝对压强为：（760-100）mmHg。（N/m3）§2空气管流的速度和风量一、空气的流动空气流动原因：力是改变物体运动状态的原因。由于气体压强的不平衡，因而引起了空气的流动。1.管流空气在管道中的流动，简称为管流。§2空气管流的速度和风量2.射流（出风口气流）空气以一定的速度从管道端头、容器或管道上的条缝、孔口等处流出，在空气中沿气流运动方向形成一股气流，这股气流称为通

8、风射流。3.汇流(进风口气流)空气由管道进口吸入时，进风口附近的空气流形成汇流。§2空气管流的速度和风量二、流量和平均流速1.流量单位时间内通过某有效断面的流体量