化工基础课件.ppt

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1、第二章流体流动与输送第一节概述一、流体的特性1、流动性；2、没有固定形状，形状随容器而变；3、流体流动—外力作用的结果；4、连续性（除高度真空情况）。二、流体的宏观参数能宏观测定的平均参数—研究流体质点（微团）三、可压缩性流体与不可压缩性流体可压缩性流体—气体不可压缩性流体—液体四、研究内容（1）流体流动的规律（2）设备提供的能量（3）压力、流速、流量的测定流体流动的典型流程计算内容：流速、流量、压强、管径、扬程、功率转子流量计阀门贮槽离心泵贮槽第二节流体静力学基本方程式研究外力作用下的平衡规律1-1密度一、密度1.定义：单位体积流体所具有的质量。ρ=m/V[kg/m3]2、影响因素

2、：温度和压力（1）液体—为不可压缩的流体，与压力无关，温度升高，密度降低。（2）气体—为可压缩性的流体，通常（压力不太高，温度不太低）时可按理想气体处理，否则按真实气体状态方程处理。3、混合物密度（1）气体（2）液体混合物密度a—质量分率应用条件：**混合物的体积应等于各组分单独存在时的体积之和。二、比容单位质量的流体所具有的体积。三、相对密度与比重1.相对密度d2.重度重度值=密度值(值相同但意义不同)1—2压力一、定义：流体垂直作用于单位面积上的力。二.压力的单位1.SI单位[N/m2][Pa]2.工程单位[kg/m2]—[at]—[mmHg]—[mmH20]—[mH20]3.换

3、算1atm=1.0133×105[N/m2]=101.3[kPa]=10330[kgf/m2]=10.33[mH20]=760[mmHg]1at=1[kgf/cm2]=10[mH20]=735.5[mmHg]=98.1[kPa]三.压力的基准及表示形式1.以绝对真空为基准2.以当时当地压力为基准绝对压表压真空度绝压（余压）表压＝绝对压-大气压真空度＝大气压-绝对压绝对零压大气压实测压力实测压力例题：在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶真空表读数为80kPa，在天津操作时，真空表读数应为多少？已知兰州地区的平均大气压85.3kPa，天津地区为101.33kPa。解：维持操作的正常进行，应保

4、持相同的绝对压，根据兰州地区的压强条件，可求得操作时的绝对压。解:绝压=大气压-真空度=85300–80000=5300[Pa]真空度=大气压-绝压=101330-5300=96030[Pa]1-3流体静力学基本方程一.相对静止状态流体受力情况上表面作用力：F1=P1A下表面作用力：F2=P2A重力：G=gA(Z1-Z2)F1+G=F2P1A+gA(Z1-Z2)=P2AP2=P1+g(Z1-Z2)或P2=P0+g(Z1-Z2)=P0+gh或F1＝P1AF2＝P2AG＝gA(Z1-Z2)二.静力学方程及巴斯葛定律三.讨论1.流体某一深处的压力与深度和密度有关。2.液面上方流

5、体压力改变，液体内部压力随着改变且变化值相同（巴斯葛定律）。3.静止的、连续的同一流体内、同一水平面处各点压力相等。(等压面)4.压力或压差可用液柱高度表示。H=（P2-P0）/gP2=P0+gh5.可用不同液柱高度表示压力，换算关系为：H’=H/’6.静压头与位压头之和为常数。Z—表示把单位重量流体由基准面移至Z高度后具有的位能。—静压头。例:P0>P1>P2P1=?P2=?例题:1.判断下面各式是否成立PA=PA’PB=PB’PC=PC’2.细管液面高度。1=800kg/m32=1000kg/m3H1=0.7mH2=0.6m3.当细管水位下降多高时,槽内水将放净?解:

6、利用等压面原理求解1.PA=PA’PB=PB’2.2gh+p0=1gH1+2gH2+p03.2gh’=1gH11-4流体静力学基本方程的应用一.压力测定1.U型管压差计A-A’为等压面PA=PA’PA=P1+g(H+R)PA’=P2+’gR+gHP1-P2=Rg(’-)如测量气体0P1-P2=Rg’一臂通大气?P1P22.微差压差计—放大读数P1P2aRb特点：（1）内装两种密度相近且不互溶的指示剂；（2）U型管两臂各装扩大室（水库）。P1-P2=（a-b）Rg3.倾斜液柱压差计R1=R/sinR=R1sin例题：用普通U型管压差计测量气体管路上

7、两点压差，指示液为水，读数R为1.2cm，为扩大读数改为微差计，一指示液密度为920kg/m3，另一指示液密度为850kg/m3，读数可放大多少倍？解：（水-气）gR=（1-2）gR’新读数为原读数的171/12＝14.3倍例题：常温水在管道中流动，用双U型管测两点压差，指示液为汞，其高度差为100mmHg，计算两处压力差如图：P1=P1’P2=P2’Pa=P1’+水gxP1’=汞gR+P2Pb=水gx+水gR+P2’Pa-Pb=Rg(汞