1-1流体静力学.doc

第一章：流体流动 本章符号说明 英文字母： a－加速度，m/s2；或质量分率；　　 A－截面积，m2； d,de－分别为圆管直径及非圆管的当量直径，m；　　　　　　 e－涡流粘度，Pa.S； E－1Kg流体具有的总机械能，J/Kg；　　　　　　　　　　　 F－流体的内摩擦力，N； g－重力加速度，m/s2； G－质量速度，Kg/ m2.S ； h－高度，m；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 hf－1Kg流体流动时为克服摩擦阻力而损失的能量，简称能量损失，J/Kg；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 hf’－局部能量损失，J/Kg；　　　　　　　　　　　　　　　 l,le－分别为直管的长度及管件的当量长度，m； m－质量，Kg；　　　 M－摩尔质量，Kg/Kmol； N－输送设备的轴功率，Kw；　 Ne－输送设备的有效功率，Kw； p－压强，Pa；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?pf－因克服流动阻力而引起的压强降，Pa； P－压强，N； r－半径，m； rH－水力半径，m； R－液柱压差计读数，m；或气体滞数，J/ Kmol.K ； Re－雷诺准数，无因次； S－两流体层间的接触面积，m2； T－热力学温度，K； u－速度，m/s； umax－流动截面上的最大速度，m/s； U－1 Kg流体的内能，J/Kg； v－比容，m3/Kg； V－体积，m3； Vs－体积流量，m3/s； ws－　质量流量，Kg/s； We－1Kg流体通过输送设备所获得的能量，或输送设备 y－气体的摩尔分率；　　对1Kg流体所作的有效功J/Kg； z－高度，m； 希腊字母： μ－粘度，Pa.S; ?－气体的体积分率； ε－绝对粗糙度，m或m 　　　　　　　　　　　ξ－阻力系数； η－效率；　　　　　　　　　　　　　　　　　　ν－运动粘度，m2/s或cSt； ρ－密度，Kg/ m3；　　　　　　　　　　　　　　τ－内摩擦应力，Pa； 下标： 1.2－截面序号；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f－摩擦力的； s－秒的；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　m－平均。　　　 ?基本要求: 了解流体流动的基本规律，要求熟练掌握流体静力学基本方程、连续性方程、柏努利方程的内容及应用，并在此基础上解决流体输送的管路计算问题。 1、? 掌握的内容 （1） 流体的密度和粘度的定义、单位、影响因素及数据的求取； （2） 压强的定义、表示法及单位换算； （3） 流体静力学基本方程、连续性方程、柏努利方程的内容及应用； （4） 流动型态及其判断，雷诺准数的物理意义及计算； （5） 流体在管内流动时流动阻力（直管阻力和局部阻力）的计算； （6） 正确使用各种数据图表。 2、? 了解的内容 （1） 流体的连续性和压缩性、定态流动与非定态流动； （2） 层流与湍流的特征； （3） 管内流体速度分布； （4） 牛顿粘性定律； （5） 层流内层的概念； （6） 简单管路计算。 流体是气体与液体的总称。流体流动是最普遍的化工单元操作之一，同时研究流体流动问题也是研究其它化工单元操作的重要基础。 1．连续介质假定 从微观讲，流体是由大量的彼此之间有一定间隙的单个分子所组成，而且分子总是处于随机运动状态。但工程上，在研究流体流动时，常摆脱复杂的分子运动和分子间相互作用，从宏观角度出发，将流体视为由无数流体质点（或微团）组成的连续介质。所谓质点是指由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备尺寸，但却远大于分子自由程。这些质点在流体内部紧紧相连，彼此间没有间隙，即流体充满所占空间，为连续介质。把流体模化为连续介质，并非符合所有的情况，如高真空度下的气体就是例外。 2．流体主要特征 具有流动性；无固定形状，随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。 3．流体种类 如果流体的体积不随压强变化而变化，受热时体积膨胀不显著，该流体称为不可压缩性流体；若体积随压强和温度发生显著变化，则称为可压缩性流体。一般液体的体积随压强和温度变化很小，可视为不可压缩性流体；而对于气体，当压强和温度变化时，体积会有较大的变化，常视为可压缩性流体，但如果压强和温度的变化率不大时，该气体也可近似地按不可压缩性流体处理。 1－1 流体静力学 本节重点：流体静力学基本方程式及其应用。 难点：U形压差计的测量。 密度 单位体积流体的质量，称为流体的密度，表达式为 （1-1）