中国海洋大学化工原理第一章流体流动ppt课件.ppt

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1、第一章流体流动Ⅱ.重点掌握内容（1）静力学基本方程的应用（2）连续性方程、柏努力方程的物理意义、适用条件以及应用柏努力方程解题的要点和注意事项。（3）管路系统总能量损失方程（包括数据的获得）Ⅰ.学习目的掌握流体流动过程的基本原理、管内流动的规律，并分析和计算有关问题，诸如：（1）流体输送：流速的选择，管径的计算，输送机械选型。（2）流动参数的测量：压强（压力）、流速（流量）等。（3）不互溶液体（非均相物系）的分离和分散（混合）。（4）选择适宜的流体流动参数，以适应传热、传质和化学反应的最佳条件。概述一．流体的定义和分类1．定义：气体

2、（含蒸汽）和液体统称流体。2．分类：（1）按状态分为气体、液体和超临界流体。（2）按可压缩性可分为不可压缩流体和可压缩流体。（3）依是否可忽略分子间作用力分为理想流体和粘性（实际）流体。（4）按流变特性（剪力与速度梯度之间关系）分牛顿型和非牛顿型流体。二．流体特征1．流动性，即抗剪抗张的能力很小；2．无固定形状，易变形（随容器形状），气体能充满整个密闭容器空间；3．流动时产生内摩擦，从而构成了流体流动内部结构的复杂性。质量力（体积力）表面力（接触力或机械力）作用点流体的每个质点流体中任一微小表面上的力：垂直于表面的力和平行于表面的力

3、相关因子与流体的质量成正比对于均质流体也与流体的体积成正比。与流体的表面积成正比。作用力类型重力场中受到重力、离心力场中受到离心力。前者为压力，后者为剪力（切力）。静止流体只受到压力的作用，而流动流体则同时受到两类表面力的作用。三．作用在流体上的力1-1流体静力学基本方程式重点掌握流体静力学基本方程式的适用条件及工程应用实例。应用流体静力学原理解题的关键——等压面的正确选取。一.流体的密度1．定义:单位体积流体所具有的流体质量称为密度，以ρ表示，单位:为kg/m3。=ΔmΔV当ΔV→0时，Δm/ΔV的极限值称为流体内部的某点密度。

4、2．液体的密度基本上不随压强而变化，随温度略有改变。常见纯液体的密度值，附录（注意所指温度）。混合液体的密度，在忽略混合体积变化条件下，可用下式估算（以1kg混合液为基准）1/m=xw11+xw22+xwnn…+3．气体的密度其值随温度和压强而变。当可当作理想气体处理时:p---气体的绝对压强，Pa；T---热力学温度，K；M---气体的摩尔质量，kg/kmol；R---气体通用常数，其值为8.315kJ/(kmol·K)。下标0表示标准状态。对于混合气体，可用平均摩尔质量Mm代替M。pV=nRT=’pT’p’T或=p

5、MRTV0=22.4L/mol二.流体的静压强流体的压强：垂直作用于流体单位面积上的压力。以p表示，单位为Pa。表示静压力强度。在连续静止的流体内部，压强为位置的连续函数，任一点的压强与作用面垂直，且在各个方向都有相同的数值。p=dPdAp=PA2．压强的不同表示方法（1）压强的其它表示方法与单位换算p=gh1atm=10.33mH2O=760mmHg=1.0133bar=1.0133×105Pa压力单位帕斯卡（Pa）巴（bar）工程大气压（at）标准大气压（atm）托（Torr）磅力每平方英寸（psi）1Pa≡1N/m²=10−

6、5bar≈10.197×10−6at≈9.8692×10−6atm≈7.5006×10−3Torr≈145.04×10−6psi1bar=100000Pa≡106dyn/cm²≈1.0197at≈0.98692atm≈750.06Torr≈14.504psi1at=98066.5Pa=0.980665bar≡1kgf/cm²≈0.96784atm≈735.56Torr≈14.223psi1atm=101325Pa=1.01325bar≈1.0332at≡101325Pa=760Torr≈14.696psi1Torr≈133.322P

7、a≈1.3332×10−3bar≈1.3595×10−3at≈1.3158×10−3atm≡1mmHg≈19.337×10−3psi1psi≈6894.76Pa≈68.948×10−3bar≈70.307×10−3at≈68.046×10−3atm≈51.715Torr≡1lbf/in²（2）压强的基准以绝对真空为基准——绝对压强，是流体的真实压强。以大气压压强为基准表压强=绝对压强-大气压强（压力表度量）真空度=大气压强-绝对压强（真空表度量）气压强随温度、湿度和当地海拔高度而变。为了防止混淆，对表压强、真空度应加以标注。Abso

8、lutePressureGagePressureAtmosphericPressureVacuum(NegativeGage)PerfectVacuum表压P1绝对压力大气压绝对真空绝对压力真空度P2三.流体静力学基本方程式（一）流体