管路中流体的压力.ppt

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1、第一章流体流动学习指导一、基本要求:了解流体流动的基本规律，要求熟练掌握流体静力学基本方程、连续性方程、柏努利方程的内容及应用，并在此基础上解决流体输送的管路计算问题。二、掌握的内容压强的定义、表示法及单位换算；流体静力学基本方程、连续性方程、柏努利方程的内容及应用；流动型态及其判断，雷诺准数的物理意义及计算；流动阻力产生的原因，流体在管内流动时流动阻力（直管阻力和局部阻力）的计算；简单管路的设计计算及输送能力的核算；管路中流体的压力、流速及流量的测量：液柱压差计、测速管（毕托管）、孔板流量计、转子流量计的工作原理、基本结构及计算；因次分析法的原理、依据、结果及应用。3、了解的内容牛顿型流体与

2、非牛顿型流体；层流内层与边界层，边界层的分离。第一节流体的重要性质1.1.1连续介质假定把流体视为由无数个流体微团（或流体质点）所组成，这些流体微团紧密接触，彼此没有间隙。这就是连续介质模型。流体微团（或流体质点）：宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点；同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子，其行为已经表现出大量分子的统计学性质。密度——单位体积流体的质量。kg/m31.单组分密度液体密度仅随温度变化（极高压力除外），其变化关系可从手册中查得。1.1.2流体的密度气体当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算：注意：手册中查得的气体密度均为一定压力与温度下之值

3、，若条件不同，则需进行换算。2.混合物的密度混合气体各组分在混合前后质量不变，则有——气体混合物中各组分的体积分数。或——混合气体的平均摩尔质量；——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。混合液体假设各组分在混合前后体积不变，则有——液体混合物中各组分的质量分数。比容——单位质量流体具有的体积，是密度的倒数。m3/kg比重(相对密度)：某物质的密度与4℃下的水的密度的比值，用d表示。1.1.3流体的可压缩性与不可压缩流体一、液体的可压缩性——在一定温度下，外力每增加一个单位时，流体体积的相对缩小量。二、不可压缩流体密度为常数的流体。三、流体的流动性——流体不能承受拉力1.1.4流体的黏性一、牛

4、顿黏性定律流体的内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。又称为粘滞力或粘性摩擦力。——流体阻力产生的依据对许多种流体，当流动是层状流（如流动较慢）时，力F与△u、面积A成正比，与△y成反比，如加一比例系数μ，则可表示为：——牛顿粘性定律式中：速度梯度比例系数，它的值随流体的不同而不同，流体的粘性愈大，其值愈大，称为粘性系数或动力粘度，简称粘度。剪应力：单位面积上的内摩擦力，以τ表示。适用于u与y成直线关系当取极限，即△y→0时，有：二、流体的黏度1)物理意义：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才显现出来2)粘度与温度、压强的关系a)液体的粘度

5、随温度升高而减小，压强变化时，液体的粘度基本不变。b)气体的粘度随温度升高而增大，随压强增加而增加的很少。3）粘度的单位在SI制中：在物理单位制中，SI单位制和物理单位制粘度单位的换算关系为：4)混合物的粘度对常压气体混合物：对于分子不缔合的液体混合物：5）运动粘度单位：SI制：m2/s；物理单位制：cm2/s，用St表示。三、理想流体与黏性流体黏性流体（实际流体）：具有粘性的流体；理想流体：完全没有黏性（μ=0）的流体。（是假设存在的）1.2流体静力学本节重点：静力学基本方程式及其应用。难点：U形压差计的测量。1.2.1流体的受力如重力、离心力等，属于非接触性的力。体积力（质量力）：与流体

6、的质量成正比；表面力（机械力）：与力作用的面积成正比。如重力：切向应力：切向应力：压力:流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的静压强，习惯上又称为压力。1.压力的单位SI制：N/m2或Pa；或以流体柱高度表示：其它常用单位有：atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm2、bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。注意：用液柱高度表示压力时，必须指明流体的种类，如600mmHg，10mH2O等。1.2.2静止流体的压力特性2.压力的表示方法绝对压力:以绝对真空为基准测得的压力。表压或真空度:以大气压为基准测得的压力。表压=绝对压力－大气压力真空度=大气压力－绝对压力表压=－真空度换算关系

7、为：3）真空度：真空表的读数真空度=大气压强-绝对压强=-表压绝对压强、真空度、表压强的关系为绝对零压线大气压强线A绝对压强表压强B绝对压强真空度当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。如：4×103Pa（真空度）、200KPa（表压）。1.2.3流体静力学基本方程------流体静力学微分方程式(或称为欧拉方程)欧拉方程推论：由方程知p不是x，y（水平方向）的函数，仅与垂直坐标z有关。因此，当