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1、第二章流体流动内容提要要求掌握连续性方程和能量方程能进行管路的设计计算本章着重讨论流体流动过程的基本原理和流体在管内的流动规律，并应用这些规律去分析和计算流体的输送问题：流体静力学2.流体在管内的流动3.流体的流动现象4.流动阻力5.管路计算6.流量测量流体的特征：具有流动性。即抗剪和抗张的能力很小；无固定形状，随容器的形状而变化；在外力作用下其内部发生相对运动。流体:在剪应力作用下能产生连续变形的物体称为流体。如气体和液体。概述流体的输送：根据生产要求，往往要将这些流体按照生产程序从一个设备输送到另一个设备，从而完成流体输送的任务
2、：流速的选用、管径的确定、输送功率计算、输送设备选用压强、流速和流量的测量：以便更好的掌握生产状况。为强化设备提供适宜的流动条件：除了流体输送外，化工生产中的传热、传质过程以及化学反应大都是在流体流动下进行的，以便降低传递阻力，减小设备尺寸。流体流动状态对这些单元操作有较大影响。流体的研究意义在研究流体流动时，常将流体视为由无数流体微团组成的连续介质。流体微团或流体质点：它的大小与容器或管道相比是微不足道的，但是比起分子自由程长度却要大得多，它包含足够多的分子，能够用统计平均的方法来求出宏观的参数（如压力、温度），从而使我们可以观察
3、这些参数的变化情况。连续性的假设流体介质是由连续的质点组成的；质点运动过程的连续性。流体的研究方法第一节流体静力学基本方程流体静力学是研究流体在外力作用下处于静止或平衡状态下其内部质点间、流体与固体边壁间的作用规律.作用在流体上的力有质量力和表面力。质量力：作用于流体每个质点上的力，与流体的质量成正比，如：重力和离心力。表面力：作用于流体质点表面的力，其大小与表面积成正比，如：压力和剪力。本节只讨论流体在重力和压力作用下的平衡规律。一、流体的静压强SI制单位：N/m2，即Pa。其它常用单位有：atm（标准大气压）、工程大气压kgf/
4、cm2、bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。p=F/A[Pa]当ΔA→0，p为流体中该空间位点的静压强1、压强的定义流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，简称压强。换算关系为：2、压强的表示方法1）绝对压强（绝压）（absolutepressure）：以绝对真空(即零大气压)为基准。它是流体体系的真实压强2）表压强（表压）(gaugepressure)：压力表上读取的压强值,表示流体的绝对压强比大气压高出的数值。表压强=绝对压强－大气压强3）真空度（vacuum）：真空表的读数，当被测流体的绝对压力小于大气压时，
5、其低于大气压的数值即为真空度。真空度=大气压强-绝对压强=-表压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）。当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.图绝对压力、表压和真空度的关系（a）测定压力>大气压（b）测定压力<大气压绝对压力测定压力表压大气压当时当地大气压（表压为零）绝对压力为零真空度绝对压力测定压力（a）（b）二、流体的密度1.密度定义2.影响ρ的主要因素上式为流体平均密度
6、，当ΔV→0时，上式极限值为流体质点密度不同的流体密度是不同的，对一定的流体，密度是压力p和温度T的函数，可用下式表示：单位体积的流体所具有的质量，ρ;SI单位kg/m3。液体：——不可压缩性流体气体：——可压缩性流体液体的密度随压力的变化甚小（极高压力下除外），可忽略不计，但其随温度稍有改变,查液体密度时必须注意温度条件。气体的密度随压力和温度的变化较大。3.气体密度的计算压强、温度的变化都会明显影响气体的密度。一般情况下（压力不太高、温度不太低）可按理想气体状态方程式计算：（密度换算可用）另外，对于操作条件（T,P）下的密度也可
7、用下式计算：上式中ρ0为标准状态（即T0=273K及101.33kpa）下气体的密度。在气体压力较高、温度较低时，气体的密度需要采用真实气体状态方程式计算。1）液体混合物的密度ρm假设混合后总体积不变，4.混合物的密度取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分数分别为:——液体混合物密度计算式取1m3的气体为基准,令各组分的体积分数为:x1,x2,…,xn,其中:i=1,2,….,n混合物中各组分的质量为：当V总=1m3时，2)气体混合物的密度若混合前后,气体的质量不变，当V总=1m3时,——气体混合物密度计算式当混合物气体可视为理
8、想气体时,也可按下式计算：——理想气体混合物密度计算式平均摩尔质量例1已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水溶液的密度。解：应用混合液体密度公式，则有例2已知干空气的组成为：O
