02 第二章 流体流动与输送-1-20130909.pptxVIP

第二章 流体流动与输送解决问题：1、确定输送流体所需的能量和设备2、选择输送流体所需管径3、流体流量的测量和控制4、研究流体流动形态和条件第一节 基本概念一、流体：指液体、气体、流态化固体（一）特点 流动性 无一定形状具有粘度 ，流动时具有连续性 ，取决于容器形状 ，流动时流体具有内摩擦力 （二）分类 实际流体 气体：可压缩、膨胀，具有粘度。 液体：几乎不可压缩、受热膨胀系数小，具有 粘度。 理想流体：不具有粘度，流动不产生摩擦阻力的流体 理想液体： 不可压缩，受热不膨胀的液体理想流体理想气体： 流动时没有摩擦阻力的气体第一节 基本概念二、流体的密度（一）定义 ：单位体积流体所具有的质量 SI制单位： kg/m3注意：i. 液体密度基本不受压强影响，但随温度的变化而稍变化，因此液体密度要注意所指温度ii. 气体是可压缩流体，密度随压强和温度而变化， 因此气体密度须标明状态，实际上，某状态下理想气体密度：第一节 基本概念（二）混合物的密度计算1. 气体混合物 混合前后总体积及总质量不变： ri —气体混合物中i组分的密度xvi—气体混合物中i组分的体积分数Mi —气体混合物中i组分的相对分子质量 yi—气体混合物中i组分的摩尔分数气体混合物的密度也可用平均摩尔质量求算，见p24，例2-12. 液体均相混合物 设混合前后总体积不变：ri —液体混合物中各组分的密度xwi—液体混合物中各组分的质量分数第一节 基本概念三、重度（g） ：单位体积流体的重量 SI制单位：N/m3，工程单位制：kgf/m3四、相对密度（d）：给定条件下，某流体密度r1与另一参考物质密度r2之比五、 比重（s）：某物质密度与4℃纯水密度比值六、比容（u） ：单位质量物体所具有的体积SI制单位：m3/kg 第一节 基本概念七、流体的压强 （一）定义：流体垂直作用于单位面积上的压力，称为流体的静压强，简称压强，习惯上也称为压力（二）表达式： （三）单位：SI制：Pa（N/m2） atmmmHgmH2Odyn/cm2（绝对大气压） （毫米汞柱）（米水柱）（达因/厘米2）物理学cgs制 1 dyn = 1 g·cm/s2 = 10?5 N 工程单位制：kgf/cm2其他常用单位：bar（巴）、torr（托）第一节 基本概念（四）压强单位的基本换算关系= 10.33 mH2O 1 atm = 101325 Pa = 101.3 kPa = 760 mmHg= 1013250 dyn/cm2 = 1.033 kgf/cm2 1 bar = 1×105 Pa1 torr = 1 mm Hg = 133.32 Pa1 atm = 1.01325 bar = 760 torr 第一节 基本概念（五）压强的基准（p26） 绝对压强：以绝对零压(真空）为基准，简称绝压 表压和真空度：以当地当时的大气压为基准 绝对压强 = 当地大气压 + 表压绝对压强 = 当地大气压 - 真空度 第一节 基本概念例2-1：在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏，塔顶的真空表读数为80×103 Pa，在天津操作时，要求塔内维持相同的绝对压强，真空表读数应为若干？兰州地区的平均大气压强为85.3×103 Pa，天津的为101.33×103 Pa解：绝对压强＝大气压强－真空度 ＝85300－80000＝5300 Pa真空度＝大气压强－绝对压强 ＝101330－5300＝96030 Pa八、流体的粘度 第二节 流体静力学基本方程式及其应用 一、流体静力学基本方程式 流体静力学是研究流体在重力作用和压力作用下达到平衡的规律。（一）推导 容器中为密度为r的静止液体。在液体内部任意取一底面积为A的垂直液柱，液柱上下底面与基准水平面的距离分别为Z1与Z2 F = F0 + GpA = p0A + rgV A(Z1－Z2)p = p0 + rgh流体静力学基本方程式（二）讨论: 1 使用条件：重力场中静止﹑连续﹑均质不可压缩流体（也适用于气体）2 当液面上方压强p0一定，静止液体内部任意一点的压强p与h和r有关。因此， 在静止、连续的同一液体中，处于同一水平面上的各点压强都相等，该面称为等压面。（连通器原理）对于间断的并非单一流体的内部则不满足这一关系。例p70,173 外加压强p0改变时，液体中任一点的压强p发生同样大小的改变（帕斯卡定律）p = p0 + rgh 4 (p - p0) /rg = h,说明压强差、压强的大小可用一定高度的液柱来表示。但要注明是何种液柱，用不同液柱高度表示压强差，换算关系为 H* = Hr/r*第二节 流体静力学基本方程式及其应用二、流体静力学基本方程式的应用（一） 压强与压强差的测量1金属弹簧管式压强计（机械式压力表、测表压） p26 图2-32液柱