1流体流动.ppt

第一章 流体流动 概述 第一节 流体静力学★ 第二节 管内流体流动的基本方程★ 第三节 管内流体流动现象★ 第四节 流体流动的阻力★ 第五节 管路计算 第六节 流量的测定 概述 一、流体存在的广泛性 二、流体流动原理及规律在化工生产中的应用 三、本章应掌握的内容 一、流体存在的广泛性 在化工厂中，管道和设备中绝大多数物质都是流体 （包括气体、液体或气液混合物）。只是到最后，有些产品才是固体。 二、流体流动在化工生产中的应用 通过本章学习，重点掌握流体流动的基本原理、管内流动 的规律，并运用这些原理和规律去分析和解决流体流动过 程的有关问题，诸如： （1）? 流体输送： 流速的选择、管径的计算、流体输送机械选型。 （2）??流动参数的测量：如压强、流速的测量等。 （3）??建立最佳条件：选择适宜的流体流动参数，以建立传热、传质 及化学反应的最佳条件。 此外，非均相体系的分离、搅拌（或混合）都是流体力学原理的应用。 三、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。 第一节 流体静力学 流体静力学是研究流体在外力作用下的平衡规律，即流体在外力作用下处于静止或相对静止的规律。 －、 流体的压力 二、 流体的密度与比体积 三、 流体静力学基本方程式 四、 流体静力学基本方程的应用 －、 流体的压力 1、压力（压强）： 流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体的压强，习惯上称为流体的压力，在静止流体中，从各方向作用于某一点的压力大小均相等。 2、单位：N/m2（Pa） 工程上为计算方便，常将1kgf/cm2近似地作为一个大气压，称为1工程大气压(P358附录1)。 3、压强的基准： 压强有不同的计量基准：绝对压强、表压强、真空度。 1）绝对压力： 以绝对真空（绝对零压）为基准测得的压力，是流体的真实压力。 2）表压：以外界大气压为基准测得的压力（正压）。 表压＝绝对压力－大气压力 3）真空度：表压为负值时，将其改为正值。 真空度＝大气压力－绝对压力。 绝对压力、表压和真空度的关系 教材例1-1 解： 例题1： 在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔顶的真空表读数为80×103Pa。在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？兰州地区的平均大气压为85.3×103Pa，天津地区的平均大气压为101.33×103Pa。 解： 根据兰州地区的大气压强条件，可求得操作时塔顶的绝对压强为 绝对压强＝大气压强－真空度 ＝85300－80000＝5300Pa 在天津操作时，要求塔内维持相同的绝对压强，由于大气压强与兰州的不同，则塔顶真空度也不同，其值为 真空度＝大气压强－绝对压强 ＝101330－5300＝96030Pa （请同学们自己课下再做一下60页课后第1－2题） 例2： 某台离心泵进、出口压力表读数分别为220mmHg(真空度)及1.7kgf/cm2(表压)。 若当地大气压力为760mmHg，试求它们的绝对压力各为若干（以法定单位表示）？ 解： 进口：绝对压强＝大气压强－真空度 ＝760mmHg－220mmHg＝540mmHg =7.2×104Pa 出口：绝对压强＝表压+大气压强 =1.7+1.033=2.733kgf/cm2 =2.68×105Pa 二、 流体的密度与比体积 教材例1-2： 解： 教材例： 解： 三、流体静力学基本方程式 流体静力学基本方程是描述静止流体内部，流体在压力和重力作用下的平衡规律。当流体质量一定时，其重力可认为不变，而压力会随高度变化而变化。所以实质上是描述静止流体内部压强的变化规律。 （一）推导 （二）讨论 （一）流体静力学基本方程式的推导 对于不可压缩流体，ρ不随压力变化，推导如下： 从静止液体中取一微元垂直液柱，其横截面积为A，液体密度为ρ，以容器底部为基准水平面，液柱上、下底面与水平面之间垂直距离分别为z1、z2，其所受压力分别为p1、p2。 （二）讨论 1、由p＝p0＋ρgh可知，当容器液面上方压力p0一定时，静止液体内部任一点压力p的大小与液体本身密度ρ和该点距液面深度h有关。因此，在静止的、连续的同一液体内部，处于同一水平面上的各点的压力都相等，称为等