流体静力学基本方程的推导 以上三式分别乘以dx、dy、dz并加和 p(Xdx+ray+ Zd=)=op dx t op dv+ op d z 中p=p(Xax+c+Zz) 当在重力场中,X=0Y=0Z=-g dp=-pgdz 上式积分可得 2+g=P2+g P2-P1 品说明:a、b、己三武只适于重场中静正的不可压缩的单一连续流体中各质点的 势能守恒而位能和压能不一定相等,但两者之间可相互转换 单位质量流体具有的位能pp-单位质量流体具有的压能 b式表明:静压强仅与垂直位置有关而与各点的水平位置无关 式表明可用液柱高度表示压强或压差,但必须注明是何种液体 p=p+pg2 pmI= pm2
流体静力学基本方程的推导 以上三式分别乘以dx、dy、dz并加和 当在重力场中，X＝0 Y＝0 Z= -g dp = -gdz ------------------ (a) 上式积分可得 说明:a、b、 c三式只适用于重力场中静止的、不可压缩的单一连续流体中各质点的 势能守恒,而位能和压能不一定相等,但两者之间可相互转换 gz---单位质量流体具有的位能 p/---单位质量流体具有的压能 b式表明: 静压强仅与垂直位置有关而与各点的水平位置无关 c式表明可用液柱高度表示压强或压差,但必须注明是何种液体 ( ) ( ) dp Xdx Ydy Zdz dz z p dy y p dx x p Xdx Ydy Zdz = + + + + + + = ( ) ( ) 2 1 1 2 2 2 1 1 c g p p z z gz b p gz p − − − − − − − − − − = + = + − − − − − − m1 m 2 m p p p p gz = = +
第二节流体静力学压强测定 124流体静力学方程的应用 压 强 与 压 强 差 的 测 定 利用流体静力学基本方程可以测量流体的静压强,使用的测压仪器一般称为液柱压差 较为典型的 U 形 有压 以下两种 差 U形压差计结构如图所示,是由一根U形玻璃管,内装有液体作为指示液。指示液要与 被侧液体不互溶,不起化学作用,且其密度大于被测流体的密度 U形压差计不但可以测量流体的压强差,也可以测量流体在某一处压强若U管的一端与 设备或管道某一截面连接,另一端与大气相通,此时的读数反映的是设备的流体的绝 对压强与大气压强之差,即为表压强。 p=p + pgR P.=pm. R p,=p+pgi Pr=p A p-p=p-p)gR P -p =p-p=p-p Pr-Ps=e-p)gR =e -pgR-(E,-Ereg R
第二节流体静力学--压强测定 1.2.4 流体静力学方程的应用 1. 压 强 与 压 强 差 的 测 定 利用流体静力学基本方程可以测量流体的静压强，使用的测压仪器一般称为液柱压差 计 ， 较 为 典 型 的 有 以 下 两 种 ： 1. U 形 压 差 计 U形压差计结构如图所示，是由一根U形玻璃管，内装有液体作为指示液。指示液要与 被 侧 液 体 不 互 溶 ， 不 起 化 学 作 用 ， 且 其 密 度 大 于 被 测 流 体 的 密 度 。 U形压差计不但可以测量流体的压强差,也可以测量流体在某一处压强若U管的一端与 设备或管道某一截面连接，另一端与大气相通，此时的读数反映的是设备的流体的绝 对压强与大气压强之差，即为表压强。 B A 3 4 R 1 2 i p p ( )gR p p gR p p gR i i − = − = + = + 3 4 2 4 1 3 ( ) p p ( )gR (z z ) g p p gR p p p p p p p p p p A B i A B m A m B i m A m B m m m B m m A m − = − − − − = − − = − = − = = , , , , ,3 , 4 3 4 , , 4 , ,3
M⊥a 2 微 差 压 差 计 由式可以看出,若所测量的压强差很小,U形压差计的读数R也就很小,有时难以准确 读出R值,为把读数R放大,除了在选用指示液时尽可能使其密度与被测流体的密度p 相接近外 可采用微差压差计 其特点是 ①压差计内装有两种密度相近且不互溶的指示液A、C,而C指示液与被测流体B不互 溶 ②为了读数方便,使U形管的两侧臂顶端各装有扩大室,俗称水库,扩大室内径与U形 管内径之比应大于10 p-p=(e-pgR R
2. 微差压差计 由式可以看出，若所测量的压强差很小，U形压差计的读数R也就很小，有时难以准确 读出R值，为把读数R放大，除了在选用指示液时尽可能使其密度与被测流体的密度ρ 相接近外 ， 可采用微差压差计 ， 其特点是： ①压差计内装有两种密度相近且不互溶的指示液A、C，而C指示液与被测流体B不互 溶 。 ②为了读数方便，使U形管的两侧臂顶端各装有扩大室，俗称水库，扩大室内径与U形 管内径之比应大于10。 R pm,A − pm,B = (i − )gR
液位的三流体游力学速 化工厂中经常要了解容器里液体的贮存量,或要控制设备里的液面,因此要进行液位 的测量。大多数液位计的工作原理均遵循静止液体内部压强变化的规律。 1.连通管,最原始的液位计,在容器底部器臂及液面上分器壁处各开一小孔,两孔间 用玻璃管相连 2.远程液位计:如图所示,于容器或设备处设一称为平衡器的小室2,里面所装的液体 与容器里的相同,平衡器的液面高度维持在容器液面允许达到的最大高度处。用一装 有指示液的U厐形管压差计3把容器与平衡器连通起来,由读数R可换算出液位高度, 液面达到最大的高度时,压差计读数R=0,液面愈低,R愈大 例:用远距离液位装置测量贮槽内对硝基氯苯的液位,流程如图。自 管口流入压缩空气,用调节阀调节流量。管内氮气流速调节的很小, 只要在鼓泡观察器内看出有气泡缓慢逸出即可。管内某截面上压强用 U形压差计测量,则压差计读数R可反应贮槽内液位高度。已知R=200mm 液体密度为1250Kgm3试求贮槽液面离吹气管出口距离h为若干? N2解: pa→ Po+pgh p=po+p;gR h=p;pR=13600/1250×0.2=2.72m
第二节流体静力学--液位测定 二. 液位的测定 化工厂中经常要了解容器里液体的贮存量，或要控制设备里的液面，因此要进行液位 的测量。大多数液位计的工作原理均遵循静止液体内部压强变化的规律。 1. 连通管，最原始的液位计，在容器底部器臂及液面上分器壁处各开一小孔，两孔间 用玻璃管相连 2. 远程液位计：如图所示，于容器或设备处设一称为平衡器的小室2，里面所装的液体 与容器里的相同，平衡器的液面高度维持在容器液面允许达到的最大高度处。用一装 有指示液的U形管压差计3把容器与平衡器连通起来，由读数R可换算出液位高度，当 液面达到最大的高度时，压差计读数R=0，液面愈低，R愈大。 例： 用 远 距 离 液 位 装 置 测 量 贮 槽 内 对 硝 基 氯苯 的 液 位， 流 程 如 图。 自 管 口 流 入 压 缩 空 气， 用 调 节 阀 调 节 流 量。 管 内 氮 气 流 速 调 节 的 很 小， 只 要 在 鼓 泡 观 察 器 内 看 出 有 气 泡 缓 慢 逸 出 即 可。 管 内 某 截 面 上 压 强 用 U 形 压 差 计 测 量， 则 压 差 计 读 数R 可 反 应 贮 槽 内 液 位 高 度。已 知R=200mm, 液 体密 度 为1250Kg/m3, 试 求 贮 槽 液 面 离 吹 气 管 出 口 距 离h 为 若 干？ N2 解：p a = p b p a =p 0+gh p b= p 0+i gR R h = i / R= 13600/12500.2 = 2.72 m h
第山节流体静力学一液封高度的计算 三、液封高度的计算 化工生产中常遇到设备的液封问题,设备内操作条件不同,采用液封的目的也就不相同。 例:某厂为了控制乙炔发生炉内的压强不超过107×108Pa(表),需在炉外装有安全液 封裝置,某作用是当炉内压强超过规定值时,气体就从液封管2中排出,试求此炉的安全 液封管应插入槽内水面下的深度h 解:以液封管口为基准水平面0-0° po≈p1=pa+pgh 所以: h=(p1-pa)/pg=1.09m
第二节流体静力学--液封高度的计算 三、液封高度的计算 化工生产中常遇到设备的液封问题，设备内操作条件不同，采用液封的目的也就不相同。 例：某厂为了控制乙炔发生炉内的压强不超过10.7×108Pa（表），需在炉外装有安全液 封装置，某作用是当炉内压强超过规定值时，气体就从液封管2中排出，试求此炉的安全 液封管应插入槽内水面下的深度h。 解：以液封管口为基准水平面 0 － 0’ p 0 p 1 = p a+gh p a 所 以： h=(p1 - pa ) / g=1.09 m h 0 0’