化工流体流动03-04学时.ppt

1.1 流体的物理性质,1.1.1 流体的密度,第一章 流体流动,1.1.2 流体的黏度,一、牛顿黏性定律,1.流体的黏性,流体的 两大基 本属性,没有固定形状，在外力作用下其内部产生相对运动。,流体的流动性,流体的黏性,抗拒内在向前运动的特性。,流动性,黏性,作用与反作用,一、牛顿黏性定律,平板间液体速度变化图,2.牛顿黏性定律,液体黏性实验,一、牛顿黏性定律,内摩擦力,接触面积,实验表明,比例系数,动力黏度,简称黏度,摩擦应力 (剪应力),速度梯度,一、牛顿黏性定律,牛顿黏 性定律,连续变化,一般速度分布示意图,流体,牛顿型流体：符合牛顿黏性定律,非牛顿型流体：不符合牛顿黏性定律,流体分类 (2),二、流体的黏度,1.黏度的定义式,物理意义： 促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。,2.黏度的单位,二、流体的黏度,3.黏度的获取途经,4.黏度的影响因素,由物化手册或有关资料中查得。,由实验测定。,本教材 附录,液体,影响因素,二、流体的黏度,气体,5.混合物黏度的计算,（1）气体混合物,摩尔 分数,摩尔 质量,二、流体的黏度,（2）非缔合液体混合物,摩尔 分数,理想流体：,非理想流体：,流体,流体分类 (3),6.运动黏度,1.1 流体的物理性质,第一章 流体流动,1.2 流体静力学基本方程式,1.2.1 流体的压力,一、压力的概念,在流体内部，单位面积上所受的压力称为压力强度，简称压强，俗称压力。,流体内 部某点 的压力,1.压力的定义,注意,p 与 P 的不同,后面所说压力 均指 p,2.压力的单位,SI制单位,Pa （N / m2）,其它单位,atm,mmHg,mH2O,bar,kgf/cm2 (at),工程大气压,一、压力的概念,标准大气压,1atm =1.033 kgf/cm2 =10.33 mH2O =1.0133 bar = 760 mmHg 1.0133 Pa,换算关系,1at = 1.0 kgf/cm2 = 10.0 mH2O = 0.9807 bar = 735.6 mmHg = 9.807 Pa,一、压力的概念,压力用测压仪表（测压计）来测量，有两种类型。,二、压力的表示方法,1.压力的测量方法,大气 压力,压力表,真空表,加压 设备,减压 设备,压力,绝对压力,相对压力,真空度,以绝对零压作起点计算的压力,以大气压作起点计算的压力,表压力,流体的真 实压力,高于大气压力的压力,低于大气压力的压力,二、压力的表示方法,2.压力的表示方法,绝对零压线,大气压线,绝 对 压 力,大气 压 力,表 压 力,真空度,绝 对 压 力,表压力=绝对压力大气压力,真空度=大气压力绝对压力,二、压力的表示方法,真空度= 表压力,注意,大气压力f (空间位置，时间 ),表压力（真空度）f (大气压力 ),兰州地区平均大气压力为 85300Pa,天津地区平均大气压力为 101330Pa,示例,兰州地区,天津地区,二、压力的表示方法,1.1 流体的物理性质,第一章 流体流动,1.2 流体静力学基本方程式,1.2.1 流体的压力,1.2.2 流体静力学基本方程式,一、流体静力学方程式的推导,沿 z 方向,作用于下端面的总压力,流体 微元,作用于上端面的总压力,作用于流体微元整体的质量力,一、流体静力学方程式的推导,力的平衡,整理得,沿 x 方向,沿 y 方向,一、流体静力学方程式的推导,整理得,对于不可压缩流体,分离变量并积分得,一、流体静力学方程式的推导,流体静力学 基本方程式,液面,在静止、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的静压力相等。,当,一、流体静力学方程式的推导,流体内部任 一点压力,流体静力学 基本方程式,液面,由,压力差的大 小可用液柱 高度来表示,mmHg,mH2O,一、流体静力学方程式的推导,流体静力学方程式适用范围,连通的同一种连续的不可压缩的静止液体。,液体：不可压缩 直接应用,气体：可压缩可 近似应用,在静止的、连续的同一种液体内，处于同一水平面上各点的静压力相等。静压力仅与垂直高度有关，与水平位置无关。,注意,二、流体静力学方程式的应用,1.压力与压力差的测量,（1）U管压差计,U管压差计,指示液,二、流体静力学方程式的应用,若被测管段水平放置,大气压,若一端与大气相通,p 为表压力,p 为真空度,二、流体静力学方程式的应用,（2）倾斜液柱压差计,倾斜液柱压差计,当被测液体的压力差很小时，为了提高读数的精度采用倾斜液柱压差计。,垂直 读数,倾斜 读数,二、流体静力学方程式的应用,（3）微差压差计,微差压差计,特点,扩大室,扩大室内指示液C的液面微小的变化可引起U管内指示液A的很大变化。,二、流体静力学方程式的应用,2.液位的测量,压差法测量液位,1- 容器,2- 平衡室,3- 压差计,在容器外部设一平衡室，平衡室内预先装入与容器内相同的液体，其液面的高度维持在容器液面允许到达的最大高度处。,（1）压差法测量液位,二、流体静力学方程式的应用,整理得,练 习 题 目,思考题,作业题: 1、2、3、5,1.何为牛顿型流体与非牛顿型流体，如何划