文档介绍：第一章流体流动
教学要求
§1-0 概述
§1-1 流体静力学基本方程
§1-2 流体在管内的流动
§1-3 流体的流动现象
§1-4 流体在管内的流动阻力
§1-5 管路计算
§1-6 流量测量
复习
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教学要求
重点:连续性方程及柏努利方程式的应用。
覆盖内容:流体的性质(密度、重度、比重、比容、粘度);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(形成、发展与分离);管内流速分布;管路能耗的原因、计算及影响因素(粗糙度的概念、摩擦系数、因次分析法);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)。
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化工原理
§1-0 概述
➢流体——气体、液体
特征:流动性、没有固定的形状、在外力作用下其内部易发生相对运动。
分类:按凝聚状态分类,按可压缩性分
➢连续性假设——连续介质模型
流体质点(或流体微团)——流体
➢运动的描述方法
拉格朗日法——跟踪指定质点——空间位置、运动状况~时间——轨线
欧拉法——选择截面——运动参数~时间——流线
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化工原理
§1-0 概述
➢流线与轨线
轨线:同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线。
流线:采用欧拉法观察的结果,表述同一瞬时不同质点的速度方向。流线的属性:1)流线互不相交;2)在流动区域内,通过任意封闭曲线各点引出的流线所围成的空间称为流管。
➢目的
流体输送
压强、流量与流速测定
提供适宜的强化设备的条件
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化工原理
§1-1 流体静力学基本方程
§1-1-1 流体的密度
➢定义:单位体积流体具有的质量,kg/m3
气体密度是温度和压强的函数:
➢气体密度
混合气体的密度:
➢液体的密度:
只与温度有关,而与压力无关。
混合液体密度——混合前后体积不变
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化工原理
§1-1 流体静力学基本方程
§1-1-2 流体的静压强
➢定义:垂直作用在单位面积上的力,Pa=N/m2
1atm===760mmHg
==×105Pa
➢常用单位及换算关系
1at=1kgf/cm2==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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化工原理
§1-1 流体静力学基本方程
§1-1-3 流体静力学基本方程式
一、流体内力的类型
➢体积力:——场力(离心力、重力等)——分量:X、Y、Z
➢表面力:与表面积成正比——法向和切向两种。
二、欧拉平衡方程
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化工原理
§1-1 流体静力学基本方程
➢ X方向受力
➢ Y方向受力
➢ Z方向受力
欧拉平衡方程
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化工原理
§1-1 流体静力学基本方程
三、流体静力学基本方程
重力场:X=0、Y=0,Z=-g。
P1
P2
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化工原理
§1-1 流体静力学基本方程
四、讨论
➢等压面:静止的、连续的、同一液体的同一水平面上
➢压力可传递——巴斯噶定理、
➢ h=(p1-p2)/(ρg)
➢化工设备中可压缩流体内各点压强相等
§1-1-4流体静力学基本方程式的应用
一、压差或压强测量
液柱式压差计
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化工原理