化工原理 第一二 静力学.ppt

§1.1 概述 §1.2 流体静力学 §1.3 流体动力学 §1.4 流体在管内的流动阻力 §1.5 管路计算 §1.6 流量测量 §1.1 概 述 五、流体的物理性质 4. 静力学方程的推导 （3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度， 如空气作为指示剂 （5）微差压差计（双液体U管压差计） 扩大室内径与U管内径之比应大于10 。 密度接近但不互溶的两种指示 液A和C ； 适用于压差较小的场合。 （动画2） (6)多U型管压差计 例 如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流体在某截面处的压力，直接在该处连接一U形压差计，指示液为水银，读数 R＝250mm，m＝900mm。 已知当地大气压为101.3kPa， 水的密度1000kg/m3，水银 的密度13600kg/m3。 试计算该截面处的压力。 例 如附图所示，蒸汽锅炉上装一复式压力计，指示液为水银，两U形压差计间充满水。相对于某一基准面，各指示液界面高度分别为 Z0=2.1m, Z2=0.9m, Z4=2.0m, Z6=0.7m, Z7=2.5m。 试计算锅炉内水面上方 的蒸汽压力。 2、液位的测定 a 液位计的原理——遵循静止液体内部压强变化的规律, 是静力学基本方程的一种应用。 化工厂中经常要了解容器里物料的贮存量，或要控制设备里的液面，因此要进行液位的测量。 * 化工原理－－2 0 1 3 一、研究流体流动问题的重要性 流体流动是最普遍的化工单元操作之一； 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。 二、 流体 流体 液体 气体 三、 流体的特征 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。 可压缩性（是否） 工程上： 流体 可压缩流体 不可压缩流体 β 值越大，流体越容易被压缩。 可压缩流体 β≠0 的流体为可压缩流体 不可压缩流体 β=0 的流体为不可压缩流体 气体在一般情况下是可压缩流体 大多数液体可视为不可压缩流体。 四、连续性假设 把流体视为由无数个流体微团（或流体质点）所组成，这些流体微团紧密接触，彼此没有间隙。表征流体物理性质和运动参数的物理量在空间和时间上是连续的分布函数。 1. 密度 (1)定义：单位体积流体所具有的质量， kg/m3 [kg?m-3]，属于物性 影响因素：气体----------种类、压力、温度、浓度 液体--------- 种类、温度、浓度 2、纯物质的密度 包头钢铁职业技术学院化工原理电子课件 液体：基本不随压力变化（极高压力除外），随温度略有变化。（查表） 气体：密度随温度、压力改变。低压下可按照理想气体状态方程计算 液体混合物，混合前后体积不变 组分的质量分数 3.混合物的密度 或 ——混合气体的平均摩尔质量 ——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分率。 气体混合物，混合前后质量不变 组分的体积分数 定义：单位质量流体所占的体积。 　　　 υ =1/ρ 单位：[ m3/kg ]  4.流体的比体积（比容） 一、流体静力学 流体静力学主要研究流体静止时流体内部各种物理量的变化规律，特别是在重力场作用下，静止流体内部的压力变化规律 §1.2 流体静力学 1.定义：流体垂直作用于单位面积上的力，简称压强，习惯上称为压力 。 式中 p──压力，N/m2即Pa(帕斯卡)； F──垂直作用在面积A上的力，N； A──作用面积，m2。 一、流体静压强 2. 压力单位 N/m2 =Pa 帕斯卡 =760 mmHg =10.33 mH2O =1.033at =1.013bar（巴） =1.033kgf?cm-2 1atm（标准大气压） =1.013×105Pa （工程大气压） 3.压强的表示方法 1）绝对压强（绝压）： 流体体系的真实压强 2）表压 强（表压）： 压力表的读数 表压强 = 绝对压强-大气压强 3）真空度： 真空表的读数 真空度=大气压强-绝对压强= -表压 绝对压强、真空度、表压强的关系为 绝对零压线 大气压强线 A 绝对压强 表压强 B 绝对压强 真空度 Note: 1) 当用绝压或真空度来表示压强时，应分别 注明。如：4×103Pa（真空）、200KPa（绝压） 例1. 某水泵进口管处真空表的读数为650mmHg，出口管处压力表的读数为2.5at，则该水泵前后水的压差为 kPa。 例2. 已知某高原地区大气压为6