化工原理精品教学（河北科技大学）3-4.pptVIP

* 流体的粘度与温度、压强的关系 * * 1.1概述 压力： 单位：N 压强： 单位： 工程单位制中：标准大气压、工程大气压、液柱高度 * * 真空度 1.1概述 压强的基准 表压 绝压 绝对压强 = 大气压 + 表压 真空度 = - 表压 表压、真空度 大气压强 绝对压强 绝对真空 大气压 绝对真空 * * 1.1概述 又称为剪切力 单位：N 剪应力： 单位： 剪力： * * 1.1概述 ——牛顿粘性定律 剪应力服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体，否则，称为非牛顿型流体。 * * 1.1概述 变形称为剪切变形， 变形速率=速度梯度 * * * * 1.1概述 粘性是流体在运动时表现出来的一种抗拒变形的内在特性，粘性大小用粘度来表示。 F ——称为内摩擦力 层间的动量传递与交换 宏观 微观 低速层流速增大 高速层流速减小 * * 1.1概述 是表示流体粘性大小的参数，是流体在运动时才表现出来的一种物理性质。 ——动力粘度 运动粘度： 粘度： 工程单位制中 1P(泊)=100cP(厘泊)=0.1Pa·s 常温、常压下水的粘度 1cP =10-3 Pa·s 单位为 Pa·s 单位为 m2/s * * 1.1概述 实际流体 温度升高 液体 气体 压强变化，粘度变化较小，可以忽略不计 粘度减小 粘度增大 理想流体 实验测试 查手册 * * * * 1.1概述 流体在流动时所具有的能量 位能 动能 压强能 内能 机械能 流体在流动时，各种机械能将互相转换。 因为有粘性，因此在流动过程中，就会消耗部分机械能 * * 1.2 流体静力学 解决问题的方法： 复杂 简单 0 A 单位质量流体体积力： 剪力: 压力: A点压强 p =0 表面力 * * 1.2 流体静力学 体积力 0 A 左面 右面 表面力 (x方向) * * 1.2 流体静力学 x方向的合力 欧拉平衡方程 * * 1.2流体静力学 流体平衡的一般表达式 重力场中 0 A * * 1.2 流体静力学 适用条件：重力场中，静止的、连续的、同一种、不可压缩流体。 ——静力学基本方程 * * 静力学基本方程的讨论 等压面 1点位于液面上时， 对于气体： 压强变化不大 下的参数 在容器内部 mH2O、 mmHg、 mmCCl4 * * 静力学基本方程的讨论 压强能 位能 =总势能 —虚拟压强 在同种静止的不可压缩流体中，各点的虚拟压强处处相等。 势能 总势能 * * 1.2 静力学原理应用 1 压强及压差的测量 2 液位的测量 3 液封高度的计算 测压管、U形测压管、U形压差计 * * 1.压强及压差的测量 A点表压 * * 根据流体静力学基本方程式可得 于是 1、压力与压力差的测量 U管压差计（U-tube manometer） 上式化简，得 若被测流体为气体，由于气体的密度比指示液的密度小得多，气体的密度可以忽略，于是 * * U形压差计 1.压强及压差的测量 水平管路 * * 如果双液压差计小室内液面差不可忽略时， 式中 —为小室的液面差； d —U管内径； D —小室内径。 双液U管微压差计（two-liquid manometer） 如果双液压差计小室内液面差可忽略，则 (1-17) * * 2.液位测量 扩大室 等压面 * * 3.液封高度的计算 水封 大气腿 安全阀 克服大气压强 * * 作业1-5、1-7 * 压强的基准不同，其数值也不同。 * 海拔高度不同，大气压也不同，相同的绝压，表压不同；相同的表压，绝压不同。 * 变形的根源是因为流体有粘性 * 从宏观的角度来看，由于流体有粘性，在相对运动的表面会产生剪切力（称为内摩擦力，这是一对作用力与反作用力），从而使流体出现速度梯度 ，产生变形。 从微观的角度来看，是相邻两层流体中的分子籍分子运动进入对方的流体层，从而实现了动量的传递。 化工原理是从宏观的角度来考虑问题的，因此，流体的粘度对流体的运动影响是我们要考虑的。 * 压强的基准不同，其数值也不同。 * 海拔高度不同，大气压也不同，相同的绝压，表压不同；相同的表压，绝压不同。 * 变形的根源是因为流体有粘性 * 从宏观的角度来看，由于流体有粘性，在相对运动的表面会产生剪切力（称为内摩擦力，这是一对作用力与反作用力），从而使流体出现速度梯度 ，产生变形。 从微观的角度来看，是相邻两层流体中的分子籍分子运动进入对方的流体层，从而实现了动量的传递。 化工原理是从宏观的角度来考虑问题的，因此，流体的粘度对流体的运动影响是我们要考虑的。 * 流体的粘度与温度、压强的关系