化工原理流体流动教学讲义.pdf

一章 流体流动 流体 动主要研究流体在静止、流动状态下的规律。如流体内部压强如何变化？流体 如何流动？产生多大流动阻力？流体在管道中如何进行流量分配？等等。化工各个单元操 作均涉及 体流动问题，而传热、传质过程很大程度上受流体 动状态的影响，譬如： （1）在开水中加入糖，若立即喝则开水中甜度不均匀，要使之均匀必须放置很长的 时间，让糖在水中充分扩 ；为加快这一过程常用汤匙搅拌促进糖在水中的扩散；即流体 流动促进传质过程。 用 （2 ）夏天吹风扇，感觉到凉快；空气的流动促进了人体向外界 热，即传动促进传 热。 使 因此 体流动是化工原理操作的基础。 那么什么是 体？ 业 在剪应力作用下发生连续变形的物体称为 体，通俗地讲液体与气体统称为流体； 体具有连续性、流动性、压缩性。 专 制 1.1 流体静力学（Fluid Statics） 控 流体静力学是研究流体在静止状态所受各种力之间的关系，及 体内部压强变化的规 律。 与 1.1.1 密度、比重、比容 备 （1）密度 3 装 单位体积流体具有的质量，kg/m ；一般为温度与压力的函数，r f T , P ； 气体： 程 气体的体积受温度与压力的影响较大，气体的密度是温度与压力的函数；为可压缩 过 体（Compressible fluid ）。 对理想气体可采用理想气体状态方程计算密度： 学 m nM PM 大 PV nRT r V V RT 注意：上式中的各物理量单位不同，则气体常数R 的数值与单位也不同！P ： ；M ： 州 Pa kg/kmol ；T ：K ；R ： 。由上式可知，气体的密度与压力成正比，与温 8314 J/kmol K 度成反比。 福 P T 2 1 r2 r1 P T 1 2 若为标准状态（0 C 、1atm ）则气体的密度为： M 3 r0 kg/m 22.4 液体： CSY-1-BOWANG 液体的密度受压力的影响较小， 密度主要为温度的函数，可视为不可压缩流体 （Incompressible Fluid ）。