《化工原理》课件 章节1-1流体基本性质.ppt

第 1 章 流 体 流 动 第 1 章 流体流动与输送机械 1.1.1 连续介质的假定 （2）流体运动的描述方法 拉格朗日法 选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数（位移、数度等）与时间的关系。 描述的是同一质点在不同时刻的状态。 欧拉法 在固定的空间位置上观察流体质点的运动情况，直接描述各有关参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。 描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。 1.1.2 流体的压缩性 1.1.3 作用在流体上的力 （1）质量力（体积力） （2）表面力 （剪应力，压力） （1）体积力（质量力） 是作用在所考察对象的每个质点上的力，属于非接触性的力 与流体的质量成正比，对于均质的流体也与流体的体积成正比。如流体在重力场中运动时受到的重力就是一种体积力，F＝mg。 （2）表面力（与流体的表面积成正比） ①垂直于表面的力P，称为压力。单位面积上所受的压力称为压强p。 1MPa（兆帕）＝106Pa（帕斯卡） 注意：国内许多教材习惯上把压强称为压力。 ②平行于表面的力F，称为剪力（切力）。单位面积上所受的剪力称为应力τ。 1.1.4 质量力与密度 1.1.5 压力 1）压强的定义 流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，简称压强。 1.1.6 剪切力与黏度 * * 主要内容 1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 管路计算 1.7 流速和流量的测定 1.8 流体输送机械 1.1 流体基本性质 1.1.1 连续介质的假定 1.1.2 流体的压缩性 1.1.3 作用在流体上的力 1.1.4 质量力与密度 1.1.5 压力 1.1.6 剪切力与黏度 (1)连续性假设 内容：质点 目的：不考虑分子间的相互作用力 适用范围：在绝大多数情况下……，只是……。 和实际情况不同？ 液体： ——不可压缩性流体 气体： ——可压缩性流体 还有呢……？ 流体的质量与流体的质量成正比，即与流体的密度成正比。 1）密度定义 单位体积的流体所具有的质量，ρ; SI单位kg/m3。 2） 影响ρ的主要因素 液体： ——不可压缩性流体 气体： ——可压缩性流体 3）气体密度的计算 理想气体在标况下的密度为： 例如：标况下的空气， 操作条件下（T, P）下的密度： 由理想气体方程求得操作条件（T, P）下的密度 4）混合物的密度 ①液体混合物的密度ρm 取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为: 假设混合后总体积不变， —液体混合物密度计算式 ②气体混合物的密度 取1m3 的气体为基准,令各组分的体积分率为:φ1,φ2, …,φn,其中: i =1, 2, …., n 混合物中各组分的质量为： 当V总=1m3 时， 若混合前后,气体的质量不变， 当V总=1m3时, ——气体混合物密度计算式 当混合物气体可视为理想气体时, ——理想气体混合物密度计算式 其中： 各纯组分的摩尔质量，kg/mol 气体混合物中组分的摩尔分数 5)与密度相关的几个物理量 ①比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ表示，单位 为m3/kg。 ②比重(相对密度)：某物质的密度与4℃下的水的密度的比 值，用 d 表示。 在数值上: SI制单位：N/m2，即Pa。 其它常用单位有： atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm2、bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。 换算关系为： 1标准大气压(atm)=101330Pa =10330kgf/m2 =1.033kgf/cm2(bar, 巴) =10.33mH2O =760mmHg 2）压强的表示方法 ①绝对压强（绝压）：流体体系的真实压强称为绝对压强。 ②表压强（表压）：压力上读取的压强值称为表压。 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 当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。如： 200KPa（表压）、 4×103Pa（真空度）。 绝对压力 测定压力 表压 大气压 当时