化工原理(第二版)1.1流体的重要性质.ppt

1.1 流体的基本性质 1.2 流体静力学方程及其应用 1.3 流体流动的基本方程 1.4 管路计算 1.5 边界层及边界层理论 1.6 流速、流量的测量 1. 本章重点掌握的内容 （1）静力学基本方程的应用 （2）连续性方程、柏努力方程的物理意义、适用条件、应用柏努力方程解题的要点和注意事项。 （3）管路系统总能量损失方程（包括 数据的获得） 2.本章应掌握的内容 （1）两种流型（层流和湍流）的本质区别，处理两种流型的工程方法（解析法和实验研究方法） （2）流量测量 （3）管路计算 3.本章一般了解的内容 （1）边界层的基本概念（边界层的形成和发展，边界层分离） （2）牛顿型流体和非牛顿型流体 3. 本章学习应注意的问题 （1）流体力学是传热和传质的基础，它们之间又存在着密切的联系和相似性，从开始学习流体流动就要学扎实，打好基础。 （2）应用柏努力方程、静力学方程解题要绘图，正确选取衡算范围。解题步骤要规范。 引 言 在所有化工单元操作中为什么首先讨论“流体流动”？ 流体流动的规律是化工原理的重要基础 基本关系： 1atm=101325 Pa=760 mmHg 1at=1Kgf/cm2=10mH2O=9.81x104 Pa 1bar=105 Pa 1mH2O=9.81x103 Pa 1mmHg=133.3 Pa 绝压/表压/真空度的定义及关系 1.1流体的基本性质 1.1流体的基本性质 1.1流体的基本性质 理想流体：粘度为零的流体。（空气、水等） 实际流体：粘度不为零的流体 八、牛顿型流体和非牛顿型流体 牛顿型流体：剪应力和速度梯度符合牛顿粘性定律的流体（所有气体、大多数液体） 非牛顿型流体：剪应力和速度梯度不符合牛顿粘性定律的流体（高分子溶液、胶体溶液、悬浮液等） 1.2 流体静力学方程及其应用 1.2.1 静止流体所受的力 1.2.2 流体静力学基本方程 1.2.3 流体静力学基本方程的应用 1)U形压差计 解题须知 1.每道题需简明写出已知条件及待求量，题目全文可以不抄，必须作简图，图中标明已知条件及待求量。 2.解题思路要明确，必要时用方框图表明。 3.使用SI制，作好单位换算。 4.对每一项具体计算过程，须具备三个步骤： a.列出文字式（全由符号表示，根据公式、定义式或自推导的公式写出）; b.写出数值式 c.写出解答。 5.每一项计算应尽可能用计算器连算，不要读取中间数据，以减小误差，读取数据时，有效数字一般取3～4位。 *第一章 流体流动 宁波理工本科生课程 化工原理 * 1.1 流体的基本性质 一．连续介质模型 二．流体的流动性和可压缩性 三、流体的密度 四、流体所受到的力 五、流体的静压力 六、流体的粘度 七、理想流体和实际流体 八、牛顿型流体和非牛顿型流体 （1） 化学工业中涉及各种流体的输送 研究流体的流动规律可进行管路的设计，输送机械的 选择及功率的计算。 （2）流体流动对传热、传质及反应过程有着重要影响 化工设备中的传热、传质以及反应过程大多是在流动的 条件下进行的 第一章 流体流动 1.1流体的基本性质 一．连续介质模型 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。这就是连续介质模型。 流体微团（或流体质点）： 宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点； 同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子，其行为已经表现出大量分子的统计学性质。 1.1流体的基本性质 二．流体的流动性和可压缩性 1．易流动性 2．压缩性： 是指流体体积随压力变化的关系 1.1流体的基本性质 三．密度 用?表示，单位kg/m3，属于物性 获得方法：（1）查物性数据手册 （2）公式计算： 液体混合物： 气体： ----------理想气体状态方程 影响因素：气体----------种类、压力、温度、浓度 液体--------- 种类、温度、浓度 四、流体所受到的力 如重力、离心力等，属于非接触性的力。 1.1流体的基本性质 质量力：作用于流体每个质点上的力，其大小与流体的质量成正比。 表面力：是通过直接接触面作用于流体表面的力，其大小与流体的表面积成正比。 五．法向力——静压力 单位面积上所受到的压应力称为压强，习惯上称之为静压力，用符