第一章 流体流动
1 第一章 流体流动
要求: 1.掌握流体静力学基本方程式及应用; 2.掌握连续性方程及应用; 3.掌握柏努利方程式及应用; 4.掌握流动阻力的计算; 5.掌握管路计算
2 要求: 1.掌握流体静力学基本方程式及应用; 2.掌握连续性方程及应用; 3.掌握柏努利方程式及应用; 4.掌握流动阻力的计算; 5.掌握管路计算
重点: 1.柏努利方程式及应用: 2.流动阻力的计算; 3.管路计算
3 重点: 1.柏努利方程式及应用; 2.流动阻力的计算; 3.管路计算
流体:液体和气体统称为流体。 在研究流体流动时,通常将流体视为由无数分 子集团所组成的连续介质,每个分子集团称为质点
4 流体:液体和气体统称为流体。 在研究流体流动时,通常将流体视为由无数分 子集团所组成的连续介质,每个分子集团称为质点
流体的特征是具有流动性。流体在流动过程中 具有一定的规律性,这些规律对化工生产具有一定 的指导作用,具体表现在以下几个方面: (1)流体的输送管径的确定、输送设备的负荷: (2)压强、流速和流量的测量为仪表测量提供依据: (3)为强化设备提供适宜的流动条件设备的操作效率 与流体流动状况有密切关系
5 流体的特征是具有流动性。流体在流动过程中 具有一定的规律性,这些规律对化工生产具有一定 的指导作用,具体表现在以下几个方面: (1)流体的输送 管径的确定、输送设备的负荷; (2)压强、流速和流量的测量 为仪表测量提供依据; (3)为强化设备提供适宜的流动条件 设备的操作效率 与流体流动状况有密切关系
1.1流体的物理性质 1.1.1流体的密度 1.定义:单位体积流体所具有的质量,kg/m3。 △m p= △V→0 2.求取: (1)一般可在物理化学手册或有关资料中查得,教 材附录中也列出某些常见气体和液体的密度
6 1.1 流体的物理性质 1.1.1 流体的密度 1.定义:单位体积流体所具有的质量,kg/m3 。 0 lim V m V → = 2.求取: (1)一般可在物理化学手册或有关资料中查得,教 材附录中也列出某些常见气体和液体的密度
(2)对理想气体,其密度与压强和温度有关。当实 际状态与手册中标明的状态不一致时,需校正。 实际上理想气体的密度可按下式计算: pM MTP RT 22.4TPo
7 (2)对理想气体,其密度与压强和温度有关。当实 际状态与手册中标明的状态不一致时,需校正。 1 1 1 T p Tp = 实际上理想气体的密度可按下式计算: 0 0 22.4 pM MT p or RT Tp = =
(3)对混合物的平均密度还需通过以下公式计算: 液体准合+ wn n 气体混合物 Pm=PaxA+Px+Pnxw Mm=M4y4+MayB+.+Mnya PA、PB: 纯组份A、B的密度,kgm3; XAxB:A、B的质量分数; xMxB:A、B的体积分数; yAyB:A、B的摩尔分数
8 (3)对混合物的平均密度还需通过以下公式计算: 1 wA wB wn m A B n x x x = + + + m A vA B vB n vn m A A B B n n x x x M M y M y M y = + + + = + + + A、 B:纯组份A、B的密度,kg/m3; xwA、xwB:A、B的质量分数; xVA、xVB:A、B的体积分数; yA、yB: A、B的摩尔分数。 液体混合物 气体混合物
1.1.2 流体的粘度 1.牛顿粘性定律 流体在管内流动时,其速度分布规律为:靠 近管中心的速度较大,靠近管壁的速度较小(实 验可验证)
9 1.1.2 流体的粘度 1.牛顿粘性定律 流体在管内流动时,其速度分布规律为:靠 近管中心的速度较大,靠近管壁的速度较小(实 验可验证)
流体在圆管内流动时,在一定的条件下可视 为被分割成无数层极薄的圆筒,一层套一层,每层 称流体层,流体层上各质点的速度相等。 相邻两层中靠近管中心的速度较大,靠近管壁 的速度较小。前者对后者起带动作用,后者对前者 起拖曳作用,相邻流体层之间的这种相互作用称内 摩擦力
10 流体在圆管内流动时,在一定的条件下可视 为被分割成无数层极薄的圆筒,一层套一层,每层 称流体层,流体层上各质点的速度相等。 相邻两层中靠近管中心的速度较大,靠近管壁 的速度较小。前者对后者起带动作用,后者对前者 起拖曳作用,相邻流体层之间的这种相互作用称内 摩擦力