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时间:2020-09-18
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1、流体§1流体静力学化学与环境工程学院李强10/4/20210流体静力学(41)流体、理想流体10/4/20211流体静力学(41)流体、理想流体Part概念Fluid流体力学研究的是流体宏观运动(机械运动)的规律。因此,假定流体是由大量质点或微团组成的、彼此无间隙,完全充满所占空间的连续介质。Afluidisasubstancethatcontinuallydeforms(flows)underanappliedshearstress.研究对象流体连续性假定10/4/20212流体静力学(41)流体、理想流体Part概念IdealFluid可使复杂
2、的流体流动现象得到合理简化。一种无黏性(ZeroViscosity),在流动中不产生摩擦阻力的流体。假定的好处惯用的研究方法10/4/20213流体静力学(41)§1流体静力学10/4/20214流体静力学(41)什么是流体静力学?PartFluidstaticsFluidstatics(alsocalledhydrostatics)isthescienceoffluidsatrest,andisasub-fieldwithinfluidmechanics.Thetermusuallyreferstothemathematicaltreatment
3、ofthesubject.Itembracesthestudyoftheconditionsunderwhichfluidsareatrestinstableequilibrium.Theuseoffluidtodoworkiscalledhydraulics,andthescienceoffluidsinmotionisfluiddynamics.TableofHydraulicsandHydrostatics,fromthe1728Cyclopaedia10/4/20215流体静力学(41)研究流体在静止状态下平衡的规律实际上是研究流体在重力和
4、外力作用下处于静止状态的流体内部压力变化的规律。10/4/20216流体静力学(41)流体的密度10/4/20217流体静力学(41)1.1密度(density)和相对密度(relativedensity)密度:m:固体、液体、气体的质量V:固体、液体、气体的体积(注意实际体积的获取)密度受温度和压力的影响。一般化工手册和有关书籍中都有常用物质在一定状态下的密度数据。要注意数据的状态、单位、权威性。10/4/20218流体静力学(41)1.液体混合物密度:(忽略液体混合前后的体积变化)其中:液体混合物中i组分的质量分数液体混合物中i组分的密度流体混
5、合物的密度10/4/20219流体静力学(41)2.气体混合物密度:其中:气体混合物中i组分的体积分数气体混合物中i组分的密度10/4/202110流体静力学(41)3.理想混合物气体密度:其中:气体混合物中i组分的分子量气体混合物中i组分的摩尔分数10/4/202111流体静力学(41)理想气体的密度理想气体密度:标准状况下的气体密度:实际状态下理想气体的密度:10/4/202112流体静力学(41)实际状态下气体密度的估算求大同地区20℃下的CO2密度。分析:对于近似理想气体的物质,其密度受压力和温度的影响。不同地区海拔高度不一样,所以压强也不
6、一样。查或测得大同地区压强为89.8kPa。解:查手册,CO2在标准状态下的密度1.976kg·m-310/4/202113流体静力学(41)实际状态下气体密度的估算小窍门不同地区大气压力的估算:在海拔小于2000米以下的地区,海拔每升高12米,大气压力降1毫米汞柱,即:133.32Pa。相对误差:10/4/202114流体静力学(41)相对密度(relativedensity)相对密度:物质密度与4℃时纯水密度之比,也称为物质的相对密度或比重(specificgravity)。如:硫酸的比重为什么要使用“比重”的概念(⊙o⊙)?10/4/2021
7、15流体静力学(41)1.2压强(也可称之为压力)压强:流体垂直作用于单位面积上的力。单位:1N∙m-2=1Pa。单位换算:1标准大气压(atm)=101325Pa=1.033kgf∙cm-2=10.33mH2O=760mmHg1工程大气压(at)=98070Pa=10mH2O=735.6mmHg=1kgf∙cm-21巴(bar)=100000Pa=10.2mH2O=750mmHg=1.02kgf∙cm-2=0.9869atm1mmHg(Torr,托)=133.32Pa1mmH2O=9.81Pa要记住啊10/4/202116流体静力学(41)压力表
8、的读数是多少?一个大气压压缩空气储罐的压强是0.2MPa绝对压强=大气压强+表压强绝对压强=大气压强-真空度压强表示:0.
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