流体流动1(多)剖析.ppt

第一章 流体流动 第一节 概 述 一、重要性：流体流动的基本原理是本门课程及化学反应工程的重要基础。 二、定义：承受任何微小切向应力都会发生连续变形的物质就称为流体。 推论：流体不能抵抗拉伸。 三、流体的压缩性和膨胀性 压缩系数： (Pascal) 水： 膨胀系数： (Kelvin) 水： 一般把液体看成是不可压缩流体，把气体看成是可压缩流体。 液体和气体的膨胀性一般都不能忽略。 四、流体力学模型 将流体看成是由流体质点（微团）组成的连续介质。 流体质点是由无数分子组成的直径大于分子平均自由程（连续碰撞的平均路程）的极小单元，每个单元只能定义唯一的宏观物理量. 第二节 流体静力学FLUID STATICS 一、密度Density 1.定义：单位体积流体所具有的质量称为流体的密度，The density of a fluid, denoted by ? (lowercase Greek rho), is its mass per unit volume. 即 at 20?C and 1 atm, for Mercury: for Hydrogen: 2.性质 (1)对一定的流体， (2)对一定的液体， (3)对理想混合液体，(1kg)混合液体的体积等于各组分单独存在时的体积之和，即 式中 ?i——各组分的密度，kg/m3； wi——各组分的质量分率。 (4)对低压气体 由 得 式中 p——压力，Pa； M——摩尔质量，kg/mol； T——热力学温度，K；(Kelvin) R——气体常数，8.3145J/(mol?K)。 (5)对低压混合气体 其中 式中 Mi——各组分的摩尔质量，kg/mol； yi——各组分的摩尔分率。 或 (1m3)混合气体的质量等于各组分的质量之和，即 式中 ?i——各组分的密度，kg/m3； yi——各组分的体积分率。 (6)对高压气体：用真实气体状态方程计算或查有关图表。 (7)相对密度 Specific Gravity Specific gravity, denoted by SG, is the ratio of a fluid density to a standard reference fluid, usually water at 4?C (for liquids) and air (for gases): (8)重度 Specific Weight: 单位体积流体所具有的重量称为流体的重度，The specific weight of a fluid, denoted by ? (lowercase Greek gamma), is its weight per unit volume. 即 二、静压力 1.定义：静止流体内单位面积上所受到的力称为静压力，简称压力或压强，即 (Pascal) 2.性质 (1)静止流体内任何一点的压力，必垂直于作用面，并指向所考虑的流体的内部。 F?引起流动 反证法： Fn引起拉伸 (2)静止流体内任何一点的压力在各个方向上都是相等的。 a.两维情况 由两方向的力平衡，得 而 且 为高阶无穷小 所以 b.三维情况 由三方向的力平衡，得 而 且 为高阶无穷小 所以 3.单位：压力的单位最多。 有Pa、atm、kgf/cm2(at)、mmHg、mH2O、bar等，它们之间的换算系数为： 1atm=101325Pa=1.01325bar =1.0332kgf/cm2(at)=10.332mH2O=760mmHg 1kgf/cm2(at)=10mH2O=735.56mmHg =9.807?