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--介质基础知识.ppt
二、温度的度量: 温度的量度实质上是温差的量度。国际上规定的温度分度方法称为温标,是为了量度物体温度的高低而对温度零点和分度方法所作的规定,也就是温度的单位制,温标的规定是选取某种物质的两个恒定的温度为基准点,在此两点之间加以等分来确定温度单位的尺度称为度。 由于两个基准点之间所作的等分不同,因而出现了各种不同的温标,常见的有摄氏温标、绝对温标、华氏温标和列氏温标等数种。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。温度没有高极点,只有理论低极点“绝对零度”。“绝对零度”是无法通过有限步骤达到的。目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标(℃)、热力学温标和国际实用温标。 三、摄氏温标(即摄氏温度,或叫百分度温标): 摄氏温标由摄尔修斯于1742年提出。1889年第一届国际计量代表大会决议取标准大气压力下的冰点为零度和水沸点为100度作为两个基准点,在此两点之间分成100等分,每一等分温度间隔即为1摄氏度,以符号℃表示,并以T代表其读数。摄氏温标自此被定为国际温标。 三、绝对温标(即热力学温度): 绝对温标由开尔文(1824~1907,英国物理学家),理论指出,当理想气体的温度达到绝对零度(即-273.15℃)时,气体的压强为零。绝对温标就是以气体分子热运动停止状态的温度为零度,并参照摄氏度的分度法建立温度单位尺度。 建立在卡诺循环基础上的理想而科学的温标,将水的冰点(0℃)取为273.16 K( K称开尔文,绝对温标的单位),绝对温标的分度与摄氏温标相同。 温度为0 ℃时,摄氏温度t=0-273.15K=-273.15℃,而绝对温度没有负值。 四、压力容器涉及的几个温度 (1)温度 金属温度:容器元件沿截面厚度的温度平均值(由于金属壁面温度计算很麻烦,一般取介质温度加或减10-20℃得到 )。 工作温度:容器在正常工作情况下介质温度。 (2)最高、最低工作温度:容器在正常工作情况下可能出现介质最高、最低温度。 (3)设计温度:容器在正常工作情况,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)。 设计温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件。 (4)试验温度:系指压力试验时容器壳体的金属温度。 一、压力定义: 1、垂直作用于物体上的力叫做压力。 2、物体的单位面积上受到的压力的大小叫做压强。 3、公式:p=F/S 式中:p表示压强,单位帕斯卡,F表示压力,单位牛顿(N) ,S表示受力面积。 4、单位:在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(这是为了纪念科学家帕斯卡Blaise pascal而命名的),用“Pa”表示,即牛顿/平方米, 1帕斯卡=1牛顿/米2,即1Pa=1N/m2。压强的常用单位有帕、千帕、兆帕、千克力/平方厘米、毫米水银柱等;力的单位用“牛顿(N)”表示;面积的单位用“米2(m2)”和“厘米2(cm2)”表示。工程所用压强单位“公斤力/厘米2”的换算关系为: 1公斤力/厘米2=10000公斤力/米2=9.8x104Pa 5、补充说明 不少学科常常把压强叫做压力,同时把压力叫做总压力。这时的压力不表示力,而是表示垂直作用于物体单位面积上的力。所以不再考虑力的矢量性和接触面的矢量性,而将压力作为一个标量来处理。 在中学物理中,为避免作用力和单位面积作用力的混淆,一般不用压力来表示压强。 二、几个压力的概念:绝对压力、表压力与负压力 当容器内介质的压力等于大气压力时,压力表的指针指在零位。当容器内介质的压力大于大气压力时,压力表的指针才会转动,表上才有读数。此时压力表的读数就是容器内介质压力超出大气压力的部分,即表压力,简称表压。 当容器内介质的压力低于外界大气压力时,则U型管压力表的液面被大气压力压向与容器相连的一端,形成液柱差H, H的压力值即为介质的压力低于大气压力的部分,称为负压力或真空,简称负压。 只有当表压力是负数时,绝对压力才有可能小于大气压力,而出现负压。 通常所说的容器压力或介质压力均指表压力而言。 容器内介质的实际压力称为绝对压力,用符号“P绝”来表示。用各种压力表测量容器介质的压力得到的压力数值称为表压力,用“P表”表示。 三、压力的来源 外部:压缩机、泵、锅炉 内部:气体受热膨胀(PV/T=n(常数) 液化气体受热汽化(气液共存的平衡状态) 液体温升导致的膨胀(液体的膨胀系数,LPG上升1度,压力上升2~3MPa) 化学反应产生(放热、产生气体的反应) 压力的来源(外部): 1、由各类气体压缩
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