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第一章 流体流动与输送机械;教学目标： ; 一 研究流体流动问题的重要性;;; ① 日常生活中;煤 气 洗 涤 塔;二 连续介质假定 假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间没有 间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。 质点：由大量分子构成的微团，其尺寸远小于设备 尺寸、远大于分子自由程。 工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究 流体。;三 流体的可压缩性;四 密度;?液体的密度? ;气体的密度;混合物的密度;【例题】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水溶液的密度。;按混合后质量衡算;五 压力;表压、绝压、真空度 ;若已知某地的大气压力为750 mmHg，而设备A内压力为1000 mmHg，则 PA表= mmHg = Pa。 若设备B的真空度为300 mmHg，则 PB（绝）= mmHg。;【例题】 在兰州操作的苯乙烯精馏塔塔顶的真空度为620mmHg。在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压力，真空表的读数应为多少？兰州地区的大气压力为640mmHg,天津地区的大气压力为760mmHg。;1.2 流体静力学平衡方程;上两式即为液体静力学基本方程式。;当P0一定时，h↑→ P2↑，即：静止流体中任一点的压力与流体密度ρ和所处高度h有关，与容器形状无关； ;pA 与 pB 之关系?;例如：如图所示a-b、b-c、c-d不是等压面,只有a-c是等压面。 ;解：选a-a′为等压面，在等压面上列静力学方程式： Pa = p+ρ1gh1+ρ2gh2 = p+ρ1gh1+ρ2g(1.4-h1) pa′= p+ρ2gh pa= pa′;故：;gz ─ 单位质量流体具有的位能，J/kg； ;两边同除以g;（一）测压;根据流体静力学基本方程式则有：;讨论： ;例 如附图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力差，安装一U型压差计，试计算a、b两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。;解 取管道截面a、b处压力分别为pa与pb。根据连续、静止的同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理，则;＝ RρHgg－RρH2Og ＝ 0.1×(13600-1000) × 9.81 ＝ 1.24 × 104Pa; 密度接近但不互溶的两种指示 液A和C ；;（二） 液位测量 ;2、远距离测量;（三） 液封高度的计算 ;流体静力学方程求解问题时应注意的问题;1 流量与流速 ;　　单位时间内通过单位流道有效截面的流体的体积量称为体积流速，习惯上简称为流速，以u表示，单位m/s ;2 定态流动与非定态流动; ;（2）非定态流动（非稳态流动） 流场中的某物理量，不仅和空间位置有关，而且和时间有关。 随着过程的进行，h减低,u 降低。;?3 定态流动系统的质量守恒—连续性方程?; 上式可写成:;对于不可压缩的流体，即:ρ＝常数，可得到;在分支管路中，还需要依据 物料衡算进行，即：;?三、连续性方程的应用－选用管径;通常表示方法有两种：;一、 流体能量类型 （1）流体自身的能量;静压能;（2） .流体与环境交换的能量类型;二、柏努利方程式;－－式中各项单位为J/N，m。;（2）、讨论柏努利方程式;ａ.流体在流动时无摩擦，无能量损失； ｂ.不可压缩流体;５）若流体处于静止，即u=0，Σhf=0，We=0，则柏努利方程变为:;（1）作图并在图上标出有关物理量 ；; 计算中要注意各物理量的单位保持一致，尤其在计算截面上的静压能时，p1、p2不仅单位要一致，同时表示方法也应一致，即同为绝压或同为表压。; 泵压头与流体输送机械的有效功率的关系;柏努利方程式的应用;0.5m;R=40mm;解：取容器A内液面为截面1-1’，管路出口处为 截面2-2’，并以O-O’为基准水平面。列截 面1-1’和2-2’间的柏努利方程式。;则泵的有效功率为：;解：取高位槽液面为1-1’，管子出口处为截面2-2’，并以截面2-2’为基准水平面。列截面1-1’和2-2’间的柏努利方程式。;则高位槽中的液面距塔进料口的高度为： ;例：用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽和反应器均与大气连通，要求料液在管内以1m/s的速度流动。设料液在管内流动时的能量损失为20J/kg（不包括出口的能量损失），试求高位槽的液面应比虹吸管的出口高出多少？;将上列数值代入柏努利方程式，并简化得;20m;;习题：如本题附图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽中的液面维持恒定，