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1流体流动

基本要求:

了解流体流动的基本规律,要求熟练掌握流体静力学基本方程.连续性方程.柏努利方程的内

容及应用,并在此基础上解决流体输送的管路计算问题。

1、掌握的内容

（1）流体的密度和粘度的定义.单位.影响因素及数据的求取。

（2）压强的定义.表示法及单位换算。

（3）流体静力学基本方程.连续性方程.柏努利方程的内容及应用。

（4）流动型态及其判断,雷诺准数的物理意义及计算。

（5）流动阻力产生的原因,流体在管内流动时流动阻力（直管阻力和局部阻力）的计算。

（6）简单管路的设计计算及输送能力的核算。

（7）管路中流体的压力.流速及流量的测量：液柱压差计.测速管（毕托管）.孔板流量计.

转子流量计的工作原理.基本结构及计算。

（8）因次分析法的原理.依据.结果及应用。

2、熟悉的内容

（1）流体的连续性和压缩性.定态流动与非定态流动。

（2）层流与湍流的特征。

（3）管内流体速度分布公式及应用。

（4）哈根-泊谡叶方程式的推导。

（5）复杂管路计算要点。

（6）正确使用各种数据图表。

（7）边界层的概念。

3.了解的内容

（1）牛顿型流体与非牛顿型流体。

（2）层流内层与边界层,边界层的分离。

流体是气体与液体的总称。流体流动是最普遍的化工单圆操作之1,同时研究流体流动问

题也是研究其它化工单圆操作的重要基础。

连续介质假定从微观讲,流体是由大量的彼此之间有1定间隙的单个分子所组成,而且分

子总是处于随机运动状态。但工程上,在研究流体流动时,常从宏观出发,将流体视为由无数流体

质点（或微团）组成的连续介质。所谓质点是指由大量分子构成的微团,其尺寸远小于设备尺

寸,但却远大于分子自由程。这些质点在流体内部紧紧相连,彼此间没有间隙,即流体充满所占空

间,为连续介质。

流体主要特征具有流动性。无固定形状,随容器形状而变化。受外力作用时内部产生相对

运动。

流体种类如果流体的体积不随压力变化而变化,该流体称为不可压缩性流体。若随压力发

生变化,则称为可压缩性流体。1般液体的体积随压力变化很小,可视为不可压缩性流体。而对

于气体,当压力变化时,体积会有较大的变化,常视为不可压缩性流体,但如果压力的变化率不大

时,该气体也可当作不可压缩性流体处理。

1.1流体静力学

本节重点：静力学基本方程式及其应用。

难点：U形压差计的测量。

1.1.1密度

单位体积流体的质量,称为流体的密度,表达式为

（1-1）

ρ3

式中——流体的密度,kg/m。

m——流体的质量,kg。

V——流体的体积,m3。

对1定的流体,其密度是压力和温度的函数,即

液体密度通常液体可视为不可压缩流体,认为其密度仅随温度变化（极高压力除外）,其

变化关系可由手册中查得。

气体密度对于气体,当压力不太高.温度不太低时,可按理想气体状态方程计算

（1-2）

式中p——气体的绝对压力,Pa。

M——气体的摩尔质量,kg/mol。

T——绝对温度,K。

R——气体常数,其值为8.314J/（molK）。

·

1般在手册中查得的气体密度都是在1定压力与温度下的,若款件不同,则密度需进行换算。

化工生产中遇到的流体,大多为几种组分构成的混合物,而通常手册中查得的是纯组分的

密度,混合物的平均密度ρ可以通过纯组分的密度进行计算。

m

液体混合物的密度对