第一章流体流动-化工原理第三版王志魁编课程课件.ppt

1-0 概述 一 什么是流体 二、流体的研究意义 三、流体的研究方法 四、怎样学好这一章 流体是指具有流动性的物体，包括液体和气体。 流体的特性 1、流动性； 2、没有固定形状，形状随容器而变； 3、流体流动—外力作用的结果； 4、连续性。 理想流体和实际流体 （1）理想流体是指不具有粘度,因而流动时无摩擦阻力的流体 （2）理想流体分为理想液体和理想气体 （3）实际流体具有粘度,流动时有摩擦阻力的存在，这是我们以后计算困难的地方 一新建的居民小区，居民用水拟采用建水塔方案为居民楼供水，如何设计． 居民小区供水三个问题 1.为了保证一、二、三楼有水，就要维持楼底水管中有一定的水压（表压），为了维持这个表压，水塔应建多高？ 2.若水塔高度确定了，需要选用什么类型的泵？即泵的有效功率. 3.保持楼底水压为表压，那么一、二、三楼出水是均等的吗？ 四、怎样学好这一章 从总体上把握，注意系统性与连贯性 首先明确学习目的：运用这一章的知识到实际工作中，以最小的投资得到最大的回报。流体流动要解决的就是管道和动力问题。 学习方法：抓住一个中心两个基本点 流体流动的典型流程 计算内容： 流速、流量、压强、管径、扬程、功率 第一节 流体静力学 流体静力学研究流体静止或平衡的基本规律，以及这些规律的实际应用。在工程实际中的主要应用如：流体在设备或管路内压强的变化与测量，液体在设备内液位的测量，设备的液封等。 本节内容 几个基本概念：密度、压力 流体静力学基本方程式 流体静力学基本方程式的应用 几个基本概念 一、 密度与比体积（比容） 1.定义：单位体积流体所具有的质量。 ρ= m / V [ kg · m-3] 2、影响因素：温度和压力 3、气体与液体密度的计算 4、比容：单位质量的流体所具有的体积 气体的密度 1、气体的密度随压力和温度变化很大，按照理想气体状态方程式近似计算 : PV=nRT= RT ?=m/V=PM/RT 2、理想气体标况时 :?0=M/22.4 kg/m3 当已知气体标况密度?0 ： ?=?0×T0/T×P/P0 3 、混合气体 ：?=PM均 /RT  ?m = ?AxVA + ?BxVB + … + ?NxVN 液体的密度 温度对液体密度有一定影响，故选用密度数值时要注意所确定的温度。 液体的比重是指在任何温度下时液体的密度和水在4℃时密度之比值： S = ?/?水 = ?/1000 混合液体 :下页 液体混合物密度 w — 质量分率 应用条件： ** 混合物的体积应等于各组分单独存在时的体积之和。 二、流体的压力 流体垂直作用于单位面积上的力称为流体的压强，习惯上叫作流体的压力 作用于整个面积上的力叫做总压力 静止流体单位面积上所受的压力，称为流体静压强，也叫静压力 注意：以后指的流体的压力单位都是压强的单位，帕斯卡。 流体静压力的特征 1、流体静压力的方向总是和作用的面相垂直，并指相所考虑的那部分流体的内部，即沿着作用面的内法线方向。 2、静止流体内部任何一点处的流体静压力，在各个方向都相等。 3、在流体与固体接触的表面，不论器壁的方向形状如何，流体静压力总是垂直于器壁。 流体静压力的单位 ●在SI制中压力单位Pa :1kPa=103Pa=106mPa ●设容器底面积为Am2液柱高hm，液体密度? kg/m3，则液体作用在底面的力为P N等于液柱重量： P=mg=Ah?g N 作用在单位底面上的压力： p=P/A=h?g N/m2 ●当液体一定，P、g一定为常数，所以可用高度h的大小表示压力P的大小： h=p/?g m 3.换算 1atm = 1.0133×105 [ N/m2 ] = 101.3 [ kPa ] =0.1M Pa = 10330[ kgf/m2 ] = 10.33 [ mH20 ] = 760 [mmHg ] 1at = 1 [ kgf/cm2 ] = 10 [ mH20 ] = 735.5 [ mmHg ]= 98.1[ kPa ] 表压、真空度和绝对压力 压力可以有不同的计量基准，按照不同的计量标准，或者说参照物不同，可以分为表压、真空度和绝对压力。 [例1-2]：在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶真空表读数为80kPa，在天津操作时，真空表读数应为多少？已知兰州地区的平均大气压85.