环工原理.docVIP

第一章 流体流动 第一节 流体基本物理量 一、压强 1、常用的压强单位与压强单位之间的换算关系 常用的压强单位有：物理大气压(atm)、工程大气压(kg/cm2)、巴(bar)、液体柱高(如mmHg柱、mmH2O柱等)等等。 1atm=10.33mH2O=760mmHg= 1.0133×105Pa 1at= 9.807×104Pa=735.6mmHg=10mH2O 2、压强的表示方法 绝对压强(简称绝压) 是指流体的真实压强。更准确地说，它是以绝对真空为基准测得的流体压强。 表压强(简称表压) 是指工程上用测压仪表以当时当地大气压强为基准测得的流体压强值，它是流体的真实压强与外界大气压强的差值，即:表压强＝绝对压强-(外界)大气压强 真空度 当被测流体内的绝对压强小于当地(外界)大气压强时，使用真空表进行测量时真空表上的读数称为真空度。 三者之间的关系： 真空度＝(外界)大气压强-绝对压强 二、密度 混合气体、液体密度的计算 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），即 混合气体的密度计算，可用平均摩尔质量Mm代替M。 先计算： Mm=M1y1 + M2y2 + M3y3 +…… + Mnyn = ΣMiyi 再代入公式ρ=PM/RT 进行计算ρ 三、黏度 1.粘度物理意义 是流体的粘性所引起的流体层间单位面积上的内摩擦力，数值上等于流体的粘度。 2．粘度的影响因素 液体的粘度随温度升高而降低；气体的粘度随温度升高而增加。 压强对于液体粘度的影响可忽略不计；对气体则只有在相当高或极低的压强条件下才考虑其影响，一般情况下也可忽略。 气体的粘度比液体的粘度小得多。 习题 1. 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3 与998kg/ m3，含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液密度为_______________________。 2、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。 3、压力表上显示的压力，即为被测流体的 （ ） 。 A 绝对压力 B 表压 C 真空度 4、某气相混合物由甲.乙两组分组成，甲组分占体积70%，乙组分占体积30%，那么( )。 A．甲组分摩尔分数是0.3 B．乙组分压力分数是0.3 C．乙组分质量分数是0.7 D．甲组分质量分数是0.7 第二节 流体静力学方程式 一、流体静力学基本方程 P2=P1+ρg(z2-z1) P=P0+ρgh 二、流体静力学基本方程式的应用 在应用流体静力学方程时，应当注意： A.正确选择等压面。等压面必在连续、相对静止的同种流体的同一水平面上。 B.基准面的位置可以任意选取，选取得当可以简化计算过程，而不影响计算结果。 C.计算时，方程中各项物理量的单位必须一致。 （一）压力的测量 习题 容器A、B分别盛有水和密度为的洒精，中间接一水银压差计。 当容器A中的压强（表压）时，测得， ，求容器B内的压强为多少？ 当容器A中的压强减小至，容器B内的压强不变， 则水银压差计内的读数为多少？ 第四节 管道内流体的流动 一、流量和流速 了解体积流量、质量流量、平均流速的定义和包含的内容 1．体积流量：单位时间内流经通道某一截面的流体体积，用qv，表示，其单位为m3/s(或 m3/h)。 2．质量流量：单位时间内流经通道某一截面的流体质量，用qm表示，其单位为kg/s(或 kg/h)。 当流体密度为ρ时，体积流量qv，与质量流量qm的关系为: qm＝ρqv 3．流速；单位时间内流体微团在流动方向上流过的距离，其单位为m/s。 二、流动类型 1．两种流动类型 (1)层流(又称滞流) 流体质点沿管轴线方向作直线运动，与周围流体间无宏观的混合。层流时，流体各层间依靠分子的随机运动传递动量、热量和质量。自然界和工程上会遇到许多层流流动的情况，如管内的低速流动、高粘性液体的流动(如重油输送)、毛细管和多孔介质中的流体流动等。 (2)湍流(又称紊流) 在这类流动状态下，流体内部充满大小不一的、在不断运动变化着的旋涡，流体质点(微团)除沿轴线方向作主体流动外，还在各个方向上作剧烈的随机运动。在湍流条件下，既通过分子的随机运动，又通过流体质点的随机运动来传递动量、热量和质量，它们的传递速率要比层流时高