[工学]流体流动1.ppt

●液体：通常压力对液体的密度影响很小，可忽略不计，故称液体为不可压缩流体。（工程上考虑问题常用的方法） 即 温度对液体的密度有一定的影响 ρ=f（T） 在介绍液体密度时应标明对应的温度条件。●气体：具有可压缩性及膨胀性，其密度随压力和温度的不同差别很大。 得不到气体的密度数据时，可按理想气体状态方程式计算（条件：压力不太高，温度不太低） 3、混合物的密度 化工生产中的流体，往往是含几个组分的混合物。通常手册中所列出的为纯物质的密度，混合物的平均密度可计算。●气体： 公式中 Mm→M  Mm=MA y A+ MB y B+···+ M n y n MA 、 MB 、 Mn ——气体混合物中各组分的分子量；yA 、 yB 、 yn ——气体混合物中各组分的摩尔分率。 ρm= ρA XVA +ρB XVB +···+ ρn XVn  XVA、 XVB 、 XVn ——气体混合物中各组分的体积分率。 ●液体： ρA，ρB，…，ρn ——混合物中各纯组分的密度 XWA，XWB，…，XWn ——混合物中各纯组分的质  量分率。（条件：以1kg混合液为基准，各组分混合前后体积不变） 理想溶液注意：气体——用摩尔分率或体积分率 液体——用质量分率 静力学基本方程式 四、静力学基本方程式的应用 四、静力学基本方程式的其他应用 * * 化 工 原 理 河北工业大学化工原理教研室 张文林 ctstzwl@163.com 化工原理 （Principles of Chemical Engineering) 又称《单元操作》（Unit Operations) 《化工过程及设备》 上册：流体流动、流体输送机械、流体通过颗粒层 的流动（过滤）、颗粒的沉降和流态化、传热 下册：吸收、蒸馏、气液传质设备、液液萃取、 干燥 化工原理 （Principles of Chemical Engineering) 课堂教学（两学期）：讲课（讨论）、实物教学、 演示实验、录像，单独记成绩 实验教学（两学期） ，单独记成绩 课程设计（一周半，停课） ，单独记成绩 考试上下册分别计成绩。 第一章 流体流动 流体：液体、气体（具有流动性无固定形状） 流体的流动是各单元操作中普遍涉及的现象，化工生产中所处理的原料、半成品以及产品大多数是流体。 涉及流体流动的规律主要有： 1、流动阻力及流量计量——流体输送需要进行管路设计、输送机械的选择以及所需功率的计算。 2、流动对传热、传质及化学反应的影响——化工设备中的传热、传质以及反应过程在很大程度上受流体在设备内流动状况的影响。 3、流体的混合——流体流动基本规律支配流体与流体、流体与固体颗粒在各类化工设备中的混合效果。 第一章 流体流动 无论是管道输送、流量测定、还是输送流体所需的功率的计算和输送设备的选型及操作，都与流体的基本原理和规律密切相关，不仅如此，许多单元操作都同流体流动有关，各种传热和传质过程都是在流体流动的情况下进行的，强化设备的传热和传质过程往往需要先研究流体的流动条件及规律。 流体流动的基本原理和规律是“化工原理”的基础。 连续性假定 从工程出发研究流体流动，主要是研究流体的宏观运动规律。因此，我们把流体视为由无数微团（或称质点）组成的，彼此无间隙、完全充满所占空间的连续介质。（连续性假设）质点是一个含有大量分子的流体微团，微团的尺寸比分子自由程大得多，但远小于设备的尺寸。 本章主要讨论流体流动过程的基本原理和流体在管内流动的规律，并运用这些原理与规律去分析和计算流体的输送问题。 流体流动的基本原理及其流动规律的应用： 1、流体输送：管道连接，选用适宜流速，确定管径 输送设备：计算外功，选输送设备 2、压强、流速、流量测量：合理选用、安装测量仪 表 3、为强化设备提供适宜的流动条件 流体流动中的作用力： 1、体积力：作用在流体的每一个质点上，与流体的质量成正比。也称质量力。重力和离心力 2、表面力：压力和剪力 表面力与表面积成正比。垂直于表面的力称为压力；平行于表面的力称为剪力或切力。 单位面积上所受的压力称为压强；单位面积上所受的剪力称为剪应力。 第一节 流体静力学基本方程式 一、流体的密度 流体单位体积所具有的质量称为密度。 1、表达式：