化工原理完整教材课件浅析.ppt

化工原理;第一章 流体流动Fluid Flow;第一章 流体流动 .学习要求; 2???? 本章应掌握的内容 （1） 流体静力学基本方程式的应用； （2）?连续性方程、柏努利方程的物理意义、适用条件、解题要点； （3）?? 两种流型的比较和工程处理方法； （4）???流动阻力的计算； （5）?? 管路计算。 3.　本章学时安排 授课14学时，习题课4学时。 ;1.1 概述; 确定流体输送管路的直径，计算流动过程产生的阻力和输送流体所需的动力。???? 根据阻力与流量等参数选择输送设备的类型和型号，以及测定流体的流量和压强等。 流体流动将影响过程系统中的传热、传质过程等，是其他单元操作的主要基础。;1.1.1 流体的分类和特性;1.1.2 流体流动的考察方法; 1.1.2.2 流体流动的考察方法 ① 拉格朗日?? 选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数（位移、数度等）与时间的关系。可见，拉格朗日法描述的是同一质点在不同时刻的状态。 ② 欧拉法 在固定的空间位置上观察 流体质点的运动情况，直接描述各有关参数在空间各点的分布情况合随时间的变化，例如对速度u，可作如下描述： ; 任取一微元体积流体作为研究对象，进行受力 分析，它受到的力有质量力（体积力）和表面力两类。 （1）质量力（体积力） 与流体的质量成正比， 质量力对于均质流体也称为体积力。如流体在重力场中所 受到的重力和在离心力场所受到的离心力，都是质量力。 （2）表面力 表面力与作用的表面积成正比。单 位面积上的表面力称之为应力。 　　 ①垂直于表面的力p，称为压力（法向力）。 　 单位面积上所受的压力称为压强p。 ② 平行于表面的力F，称为剪力（切力）。 　 单位面积上所受的剪力称为应力τ。 　;1.2.流体静力学基本方程( Basic equations of fluid statics );1.2 流体静力学基本方程; 1.2.1.1 液体的密度  液体的密度几乎不随压强而变化，随温度略有改变，可视为不可压缩流体。 ???? 纯液体的密度可由实验测定或用查找手册计算的方法获取。? ??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 （1-2） 　式中ρi ---液体混合物中各纯组分的密度，kg/m3； αi ---液体混合物中各纯组分的质量分率。 ;　　 　　　　 1.2.1.2 气体的密度 气体是可压缩的流体，其密度随压强和温度而变化。 气体的密度必须标明其状态。 纯气体的密度一般可从手册中查取或计算得到。当压 强不太高、温度不太低时，可按理想气体来换算： （1-3） 式中 p ── 气体的绝对压强, Pa(或采用其它单位)； M ── 气体的摩尔质量, kg/kmol； R ──气体常数,其值为8.315； T ──气体的绝对温度， K。 　　　 　　　　　　　　　　　　　; 对于混合气体，可用平均摩尔质量Mm代替M。 （1-4） 式中yi ---各组分的摩尔分率（体积分率或压强分率）。 ;1.2.2 流体的压强及其特性;1.2.1.1 流体的压强 绝对压强 以绝对零压作起点计算的压强，是流体的真实压强。 表压强　压强表上的读数，表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，即: 　　　　表压强＝绝对压强－大气压强 　 真空度 真空表上的读数，表示被测流体的绝对压强低于大气压强的数值，即:　　　　真空度＝大气压强－绝对压强  绝对压强，表压强， 真空度之间的关系见图1-2。 ;1.2.1.2 流体压强的特性;z