概 体静力 3流体在单通道流,动时的物料衡箅及能量衡算 4流 分层流力计展算 1.6管路计算 1.7流速及流量测定
第 一 章 流 体 流 动 1.1 概 述 1.2 流 体 静 力 学 1.3 流 体 在 单 通 道 中 流 动 时 的 物 料 衡 算 及 能 量 衡 算 1.4 流 体 阻 力 分 析 及 层 流 阻 力 计 算 1.5 湍 流 阻 力 计 算 1.6 管 路 计 算 1.7 流 速 及 流 量 测 定
第章流体流动udto §1.1概述 流体流动是在化工生产中的一个基本过程,在化工生产中常见的流体流动如下 Ⅰ)流体输送-需要硏究流体的流动规律以便进行管路的设计、输送杋械的选择及所需 功率的计算 ②)压强、流速、流量的测量-了解、控制生产过程,需对压强、流速、流量等一系列 参数进行测定,而这些测定多以流体静止或流动规律为依据。 3)为强化设备提供适宜的条件-化工设备中传热、传热等多是在流动条件下进行,故流 体流动对这些过程有重要影响 1.1.1流体及其特征 定义:液体和气体统称为流体 特征:具有流动性;无固定形状随容器的形状而改变在外力作用下内部发生相对运动 1.1.2连续介质模型 流体是由无数流体质点连续组成,流体质点与分子自由程比充分地大,体现了宏观性 质,同时液体质点对所考虑工程问题的尺度来说,又是充分地小,体现了“点”位置 流体性质
第一章 流体流动(Fluid flow) §1.1概述 流体流动是在化工生产中的一个基本过程,在化工生产中常见的流体流动如下: 1) 流体输送 ---需要研究流体的流动规律以便进行管路的设计、输送机械的选择及所需 功率的计算 2) 压强、流速、流量的测量---了解、控制生产过程，需对压强、流速、流量等一系列 参数进行测定，而这些测定多以流体静止或流动规律为依据。 3) 为强化设备提供适宜的条件---化工设备中传热、传热等多是在流动条件下进行,故流 体流动对这些过程有重要影响。 1.1.1流体及其特征 定义: 液体和气体统称为流体 特征: 具有流动性; 无固定形状,随容器的形状而改变; 在外力作用下内部发生相对运动 1.1.2 连续介质模型 流体是由无数流体质点连续组成，流体质点与分子自由程比充分地大，体现了宏观性 质，同时液体质点对所考虑工程问题的尺度来说，又是充分地小，体现了“点”位置 流体性质
第一节概述 1.1.3流体力学和流体流动 什么叫流体力学( fluid mechanics)?以流体作为硏究对象,探讨流体处于平衡或运动 状态时的力学规律及其与边界间的相互作用的学科。流体流动是“化工流体力学”的 一部分,主要介绍流体静力学、流体在管道内流动的基本规律及流量测定等方面 §1,2流体静力学 流体静力学( fluid static)是研究流体在外力作用下处于静止或平衡状态下其内部质点间 流体于固体边壁间的作用规律 1.2.1流体静压强( Pressure) 1.静压强:静止流体中单位面积受到的内法向压力,用P表示 2.压强常用单位: P=lmAA latm=101325Pa=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm2=1.0133bar lat=11.033kgf/cm735.6mmHg10mH20-981= 0.9807bar 3.压强表达方式: 1)绝对压强:以绝对真空为基准零点计量的
1.1.3 流体力学和流体流动 什么叫流体力学（fluid mechanics）?以流体作为研究对象，探讨流体处于平衡或运动 状态时的力学规律及其与边界间的相互作用的学科。流体流动是“化工流体力学”的 一部分，主要介绍流体静力学、流体在管道内流动的基本规律及流量测定等方面。 §1.2流体静力学 流体静力学(fluid static) 是研究流体在外力作用下处于静止或平衡状态下其内部质点间、 流体于固体边壁间的作用规律 1.2.1 流体静压强(Pressure) 1. 静压强：静止流体中单位面积受到的内法向压力，用P表示 2. 压强常用单位： 1atm=101325Pa=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/ =1.0133bar 1at=1 1.033kgf/ =735.6mmHg=10mH2O=9.81= =0.9807bar 3. 压强表达方式： 1)绝对压强：以绝对真空为基准零点计量的 第一节 概述 2 cm 2 cm A P P A = → lim 0 2 cm
第一节流体静力学一基本概念 2)表压强以外界大气压强为基准零点计量的 3)真空度:被测流体的绝对压强低于当地大气压的数值 122流体密度 密度:单位体积流体所具有的质量用ρ表示。 △ p=lim △F △→0 2.据流体密度是否随压强和温度的变化而变化将流体分为恒密度流体和变密度流体 1)恒密度流体:密度为常量的流体 2)变密度流体:密度为变量的流体 。说明:没有绝对的恒密度流体,一般液体随温度和压力的变化小,可视为恒密度流体,而气 体随温度、压力的变化较大,但当过程的温度、压力变化不大时,也可将气体视为恒 密度流体。 般可将气体视为理想气体,故气体密度可据理想气体方程计算 PM MTP RT 22.4TP
第二节流体静力学--基本概念 2)表压强:以外界大气压强为基准零点计量的 3)真空度:被测流体的绝对压强低于当地大气压的数值 1.2.2 流体密度 1. 密度:单位体积流体所具有的质量,用表示。 2. 据流体密度是否随压强和温度的变化而变化,将流体分为恒密度流体和变密度流体 1) 恒密度流体:密度为常量的流体 2) 变密度流体:密度为变量的流体 说明: 没有绝对的恒密度流体,一般液体随温度和压力的变化小,可视为恒密度流体;而气 体随温度、压力的变化较大，但当过程的温度、压力变化不大时，也可将气体视为恒 密度流体。 一般可将气体视为理想气体，故气体密度可据理想气体方程计算 V m V → = lim 0 RT PM = 0 0 22.4TP MT P =
第节流体静力学一流体静打学基本方程的推导 1.2.3流体静力学基本方程 1.流体流动中的作用力 1)质量力:作用于流体的每一个质点上,并与流体的质量成正比,对均质流体也与流体体 积成正比如:重力场中的重力、离心力场的离心力 2)表面力:作用于流体微元的表面,并与其表面积成正比如垂直于微元表面的力-压力、 平行于微元表面的力-剪力 2.流体静力学基本方程 1)静力学基本方程的推导人 任取一微元体,令X、Y、Z为单位质量流体的质量力分别在ⅹ、y、z轴上的分力,对x 方向作受力分析,得到 (p-12)+ah=(p+1①) 2 a 化简可得 同理可得 0 0
第二节流体静力学--流体静力学基本方程的推导 1.2.3 流体静力学基本方程 1. 流体流动中的作用力: 1) 质量力: 作用于流体的每一个质点上,并与流体的质量成正比,对均质流体也与流体体 积成正比,如:重力场中的重力、离心力场的离心力 2) 表面力: 作用于流体微元的表面,并与其表面积成正比,如:垂直于微元表面的力---压力、 平行于微元表面的力--剪力 2. 流体静力学基本方程 1) 静力学基本方程的推导人 任取一微元体，令X、Y、Z为单位质量流体的质量力分别在x、y、z轴上的分力，对x 方向作受力分析,得到 化简可得 同理可得 dx dydz x p dx dydz X dxdydz p x p p ) 2 1 ) ( 2 1 + = + （ − 0 0 0 = − = − = z p Z y p Y x p X －