文档介绍：通过本章学****掌握流体在管内流动过程的
基本原理和规律,并运用这些原理和规律分析和
计算流体流动过程中的有关问题。
学****目的
与要求
1 流体流动
§1-1 流体静力学基本方程式
§1-2 管内流体流动的基本方程式
§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
流体流动
§1-1 流体静力学基本方程式
一、概述
(一)流体的分类与特征
(二)作用在流体上的力
(三)流体的密度
(四) 流体的静压强
二、流体静力学基本方程式
(一)流体静力学方程式的推导
(二)流体静力学方程式的讨论
三、流体静力学基本方程式的应用
(一)压强与压强差的测量
(二)液位的测量
(三)液封高度的确定
§1-1 流体静力学基本方程式
静止流体是流动速度为零的流体,是流动流体的特例。
对流体流动过程进行分析,我们首先从其特例静止流体开始。
流体的静止状态就是流体在各种力作用下的平衡状态,描述静止流体内部在力的作用下的平衡规律的关系式称为流体静力学基本方程式。
§1-1 流体静力学基本方程式
一、概述
(一) 流体的分类与特征
状态:
可压缩性:
分子间力:
流变特性:
2. 特征
流动性:
易变形:
内摩擦:
抗剪抗张的能力很小,可用流体输送设备输送
随容器形状变化,气体能充满整个密闭容器空间
流动时产生内摩擦,从而具有流动阻力
气体、液体、超临界流体
不可压缩流体、可压缩流体
理想流体、粘性(实际)流体
牛顿型流体、非牛顿型流体
(二) 作用在流体上的力
(体积力)
(接触力、机械力)
作用于流体每个质点上,与流体的质量成正比。
作用于流体表面上,与流体的表面积成正比。
如:在重力场中受到的重力、
在离心力场中受到的离心力。
平行于作用面的力
压力:
剪力(切力):
垂直于作用面的力
一、概述
包括
(三) 流体的密度
单位体积流体所具有的质量称为流体的密度,以ρ表示。
[kg/m3]
平均密度:
某点的密度:
密度的倒数称为比体积(亦称比容),以 v 表示。
[m3/kg]
同种流体
一、概述
比容即1kg流体的体积
气体的密度值随温度和压强变化较大,通常气体是可压缩流体。
在压强和温度变化很小时,气体也可当作不可压缩流体处理。
理想气体密度的计算:
(三) 流体的密度
将理想气体的标准状态:TΘ=, pΘ==/(kmol·K)代入上式,有:
此式为理想气体在标准状态下的密度计算公式。
式中: M—气体的摩尔质量[kg/kmol]
常见纯气体的密度值可查教材附录九或化学工程手册等。
当压强不太高,温度不太低时,可按理想气体计算气体的密度。
混合气体的密度:
记住: 常温下干空气的平均摩尔质量 29 kg/kmol, kg/m3。
气体的密度
当已知标准状态下的气体密度,可由此式计算T,p状态下的气体密度。
若用标准状态表示气体通用常数R,则有:
液体的密度随压强变化不大,随温度略有变化。
密度为常数的流体称为不可压缩流体。
若压强与温度变化不大时,则可认为液体的密度为常数。
常见纯液体的密度值可查教材附录或化学工程手册。
记住:4℃时水的密度最大,为1000kg/m3。常温下水的密度常看成1000kg/m3。
混合液体的密度:
式中: —液体混合物中纯组分 i 的质量分率。
(三) 流体的密度