第1章化工原理ppt课件.ppt

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1、第1章流体流动与输送机械1.2流体静力学1.3流体流动的内部结构1.4流体动力学1.5流体流动阻力1.6管路计算1.7流速与流量的测量1.1流体基本性质1.8流体输送机械1.1流体基本性质流体—气体和液体1.1.1研究的必要性⑴流体输送----最常见单元操作;①管路配置②W的计算③F的测量④设备选择流体流动基本原理⑵其它单元操作的重要基础过程速率—流动状况放大效应1.1.2连续介质假定质点由大量分子构成的微团工程意义：利用连续函数的数学工具,宏观研究流体。足够小，远小于设备的尺寸；足够大，远大于分子自由程。可相对运动，流体任意形变。说明:

2、将流体视为充满所占空间的、由无数彼此间没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。1.1.3流体的压缩性不可压缩流体：流体的体积不随压力变化而变化，可压缩性流体：流体的体积随压力发生变化，如气体。1.1.4作用在流体上的力质量力如重力、离心力；表面力—作用于流体面压力—垂直剪力—平行—作用于每个质点，质量如液体；1.1.5质量力与密度1、定义：kg/m3说明：不可压缩流体—与p无关—液体可压缩性流体—与p相关—气体理想气体的密度标态下(1atm,0C)非标态(p,T时)比容m3/kg1.1.6压力（与压强）1、压力的特性：①流体压

3、力与作用面垂直，并指向该作用面；②界面两侧所受压力，大小相等、方向相反；③任意点不同方向上的压力在数值上均相同。2．压强换算：1标准大气压=1atm=1.013105Pa=101.3kPa=1.013bar=1.033kgf/cm2=10.33mH2O=760mmHg(1)单位换算SI单位制：N/m2或Pa；流体柱高度：(2)基准换算——三种表示法①绝对压强②表压强=真实压强-绝对真空③真空度=绝对压强-当地大气压=当地大气压-绝对压强关系图图1-2P9工程测量绝压>1atm压力表表压绝压<1atm真空表真空度说明：表压和真空度是以大

4、气压为基准，要指明大气压;1.2流体静力学1.2.1流体静力学基本方程微元受力分析力平衡方程不定积分：z1z2,p1p2定积分：应用于重力场：变形为：压力形式能量形式——流体静力学基本方程说明：适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体；液体——适用,气体——近似适用物理意义：gz—单位质量流体的位能p/—单位质量流体的压强能在同一静止流体中，处在不同位置流体的位能和静压能各不相同,但二者可以转换,其总和保持不变。等压面——在静止的、连续的同种流体内，处于同一水平面上各点的压力处处相等；p或p可表示为某流体高度：要指明液体种类

5、压力具有传递性：液面上方的压力变化静止流体内不同截面位能与静压能之和相同。多种不互溶流体并存若不同，将流动，高低。【1-1】敞口容器内有不互溶的油和水:油层高度为h1＝700mm，1＝800kg/m3;水层高度为h2＝600mm，2＝1000kg/m3。判断pA与pB,pC与pD的关系;h=?hh1h2ABCD1.2.2静力学基本方程的应用1、压力和压差的测量p1p2mRAA’（1）U形压差计设指示液的密度为被测流体的密度为说明:指示液与被测流体不互溶，不反应，大于流体密度；U形压差计也可测得流体的表压或真空度；p与U型管子的粗细

6、无关；读数R与和0相关，和0越接近，误差越小；常用的指示液：Hg13600kg/m3，H2O1000kg/m3CCl41590kg/m3，煤油850kg/m3被测为气体两式管路水平时:管路倾斜时:（2）双液体U管压差计适用于压差较小的场合密度接近,不互溶两种指示液（3）倾斜式压差计（4）倒U形压差计（5）复式压差计适用于压差较大的情况适用于压差较小的情况指示剂密度小于流体,如空气【1-2】复式U形压差计12332z1z2如图，复式U形压差计,知液体ρ、指示剂ρ0，两读数差R1、R2。试求A、B两点压力差。2、液位测量（1

7、）近距离液位测量压差计读数反映容器内液面高度液面最高，h为零，R为零。液面越高，h越小，R越小；（2）远距离液位测量AB3、液封高度的计算液封作用：液封高度：确保设备安全；防止气柜内气体泄漏。1.3流体流动的内部结构1.3.1流体的黏性与黏度1.3.3雷诺实验与流型判别1.3.4流体在圆管内的流动1.3.5流体流动边界层1.3.2流体的流量与流速1.3.1流体的黏性与黏度1．对黏性的感性认识被搅动的液体最终停下颗粒沉降速度，液<<气流体有阻碍自身和它物运动的性质——黏性2．黏性的本质—动量传递和分子间的引力流过壁面:分子热运动→层间分子交

8、换→层间动量交换→层间作用力→黏性—“内摩擦力”(黏性力、剪力)说明：①黏性—分子热运动的宏观表现流动中表现