PPT《第一章流体流动》

第一章流体流动

第一节流体静止的基本方程 概述 流体是指具有流动性的物体,包括液体和气体.

研究流体平衡和运动宏观规律的科学称为流体力学.流体力学分为流体静力学和流体动力学. 化工生产中所处理的原料、中间体和产品,大多数是流体.按生产工艺要求,制造产品时往往把它们依次输送到各设备内,进行药物反应或物理变化,制成的产品又常需要输送到贮罐内贮存.过程进行的好坏、动力消耗及设备的投资都与流体的流动状态密切相关. 流体的特征是分子之间的内聚力极小,几乎有无限的流动性,而且可以几乎毫无阻力地将其形状改变.当流速低于声速时,气体和液体的流动具有相同的规律. 一般说来,液体的形状与容器相同,具有一定的自由表面,其体积几乎不随压强和温度而改变.与之相反,气体的形状与容器完全相同,完全充满整个容器,其体积随压强和温度的变化而有明显改变.流体的体积随压强和温度而变的这个性质,称为流体的压缩性.

一、流体的密度 密度定义 单位体积的流体所具有的质量,ρ;

SI单位kg/m3. 2. 影响ρ的主要因素 任何流体的密度,都随它的温度和压强变化.但压强对液体的密度影响很小,可忽略不计,故常称液体为不可压缩的流体. 3.气体密度的计算 理想气体在标况下的密度为: 例如:标况下的空气, 一定温度、压强下的密度: 4.混合物的密度 1)液体混合物的密度ρm 取1kg液体,令液体混合物中各组分的质量分率分别为: 假设混合后总体积不变, ――液体混合物密度计算式 2)气体混合物的密度 取1m3 的气体为基准,令各组分的体积分率为:xvA,xvB,…,xVn,其中: i =1, 2, …., n 混合物中各组分的质量为: 当V总=1m3时, 若混合前后,气体的质量不变, 当V总=1m3时, ――气体混合物密度计算式 当混合物气体可视为理想气体时, ――理想气体混合物密度计算式 5.与密度相关的几个物理量 1)比容:单位质量的流体所具有的体积,用υ表示,单位 为m3/kg. 2)比重(相对密度):某物质的密度与4℃下的水的密度的比 值,用d表示. 在数值上: 例题分析

1、下列叙述正确的是( )A.单元操作一定是物理性操作 B.单元操作作用于不同化工产品生产过程时,基本原理不相同.C.物系在自然变化时,如任其发展,未必能达到平衡状态. D.向某过程输入的能量等于向某过程输出的能量 例题分析

2、O2 在300K和5Mpa时的密度为多少?

3、计算乙烯和丙烯混合气在270C和150KPa时的密度.混合气中乙烯的体积分数 40% .

二、流体的静压强

1、压强的定义 流体的单位表面积上所受的压力,称为流体的静压强,简称压强. SI制单位:N/m2,即Pa. 其它常用单位有: atm(标准大气压)、工程大气压kgf/cm2;

流体柱高度(mmH2O,mmHg等). 换算关系为:

2、压强的表示方法 1)绝对压强(绝压): 流体体系的真实压强称为绝对压强. 2)表压 强(表压): 压力上读取的压强值称为表压. 表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强=-表压 3)真空度: 真空表的读数 绝对压强、真空度、表压强的关系为 绝对零压线 大气压强线 A 绝对压强 表压强 B 绝对压强 真空度 当用表压或真空度来表示压强时,应分别注明. 如:4*103Pa(真空度)、200KPa(表压). 例题分析

1、某设备A处表压30KPa,B处真空度70Pa,A,B两处相比( )A 处绝压低40KPa B处绝压低40Kpa C.处绝压高100Kpa D.处绝压高100KPa 2.某设备上真空表读数为0.09MPa,若当地大气压强为0.1MPa,则设备内绝对压强为___.A)101.33kPa;