文档介绍：第二章流体流动过程
教学要求
§2-1 概述§2-6 管路计算
§2-2 流体静力学基本方程§2-7 流量测量
§2-3 流体流动的基本方程§2-8 流体输送机械
§2-4 管内流体流动现象复习
§2-5 管内流体流动的阻力
教学要求
重点:连续性方程及柏努利方程式的应用,离心泵的选用。
覆盖内容:流体的性质;流体的静压强、静力学方程式及其应用
;流量、流速的各种表达方式及计算;定常流动与非定常流动的
概念;流动系统的物料衡算与连续性方程;流动系统的能量衡算
与机械能衡算式;牛顿型流体与非牛顿型流体的概念;流动类型
及特点;边界层的概念;管内流速分布;管路能耗的原因、计算
及影响因素;管路计算的方法;流量、流速的测量方法(测速管
、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计的结构和原理);流
体输送机械的分类,离心泵的性能参数、选用与调节,往复泵的
特性。
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§2-1 概述
➢流体——气体、液体
特征分类
➢目的
流体输送测定与控制过程强化
➢连续性建设
流体质点(或流体微团)——流体
➢观察方法
欧拉法——截面——流线
拉格朗日法——质点——轨线
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§2-2 流体静力学基本方程
➢流体的热力学属性
Δm
密度——单位体积流体的质量(kg/m3) ρ= lim
v→Δ 0 Δv
ρ= pTf ),(
气体密度
pM pMT
气体密度是温度和压强的函数: ρ== 0
RT Tp0
n
ρ
n ∑ MyP ii )(
混合气体的密度: y ρ== i =1
m ∑ ii RT
液体的密度 i =1
只与温度有关,而与压力无关。
混合液体密度ρ1 n x 混合前后体积不变
= ∑ wj ——
m j = 1 ρ j
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§2-2 流体静力学基本方程υ
比容——单位质量流体的体积(m3/kg)——= 1
ρ
Δ F
压力——(N/m2)—— p = lim
Δ→ 0A Δ A
常用单位及换算关系
2
1atm= ==760mmHg
==×105Pa
2
1at=1kgf/cm ==10mH2O
==×105Pa
流体静压强的特征:
1)来自于各方向且指向该点,大小相等;
2)是空间位置的函数。
流体静压强的表示
绝对压强、表压强、真空度
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§2-2 流体静力学基本方程
➢流体静力学基本方程
体积力——场力(X、Y、Z)
表面力——切向与法向
ρ∂p
∂p
X −= 0 同理得:ρY −= 0
∂y ∂y
∂p
ρ Y −= 0
∂y 欧拉平衡方程
∂p
ρZ −= 0
∂z
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§2-2流体静力学基本方程
对重力场: −ρ= dpgdz
X=Y=0,而Z=-g
ρ= C
ρ+ 11 = ρ+ pgzpgz 22
1
P1
2 Z
P2 1 = 12 + ρ− zzgpp 21 )(
Z2
p p
12 −+= zz )(
g ρρg 21
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§2-2 流体静力学基本方程
➢讨论
等压面:在静止的、连续的、同一液体中,同一水平面上各
点的压力相等。
压力可传递——巴斯噶定理。
h=(p1-p2)/(ρg) 液柱高度表示压强,必须指明液体种类。
在化工设备中的可压缩流体(气体)内,忽略可压缩流体柱
产生的压强,即认为可压缩流体内各点压强相等。
➢流体静力学基本方程式的应用
压力测量
液柱式压差计——以流体静力学基本方程为依据的测压仪器
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§2-2 流体静力学基本方程
U管压差计
指示液:与被测流体完全不互溶、不发生化学反应;密度大于ρ
被测流体密度。常用指示液有:汞、四氯化碳、水、油等。
ρ p
B1a ++= )( gmRpp
' ρ
B2a )( +++= A RggZmp