化工原理第一章主编沈萍.ppt

2019/11/26,第1章流体流动,1.1流体基本性质1.2流体静力学1.3流体动力学1.4流体流动的内部结构1.5流体流动阻力1.6管路计算1.7流速和流量的测定1.8流体输送机械,2019/11/26,1.1流体基本性质,1.1.1连续介质的假定1.1.2流体的压缩性1.1.3作用在流体上的力1.1.4质量力与密度1.1.5压力1.1.6剪切力与黏度,第1章流体流动与输送机械,2019/11/26,1.1.1连续介质的假定,(1)连续性假设,内容：质点目的：不考虑分子间的相互作用力适用范围：在绝大多数情况下，只是。,2019/11/26,（2）流体运动的描述方法,拉格朗日法选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数（位移、速度等）与时间的关系。描述的是同一质点在不同时刻的状态。欧拉法在固定的空间位置上观察流体质点的运动情况，直接描述各有关参数在空间各点的分布情况和随时间的变化。描述的是空间各点的状态及其与时间的关系。,2019/11/26,1.1.2流体的压缩性,液体：,不可压缩性流体,气体：,可压缩性流体,2019/11/26,1.1.3作用在流体上的力,（1）质量力（体积力）（2）表面力（剪应力，压力）,2019/11/26,（1）体积力（质量力）,是作用在所考察对象的每个质点上的力，属于非接触性的力与流体的质量成正比，对于均质的流体也与流体的体积成正比。如流体在重力场中运动时受到的重力就是一种体积力，Fmg。,还有呢？,2019/11/26,（2）表面力（与流体的表面积成正比）,垂直于表面的力P，称为压力。单位面积上所受的压力称为压强p。1MPa（兆帕）106Pa（帕斯卡）注意：国内许多教材习惯上把压强称为压力。平行于表面的力F，称为剪力（切力）。单位面积上所受的剪力称为应力。,2019/11/26,1.1.4质量力与密度,流体的质量力与流体的质量成正比，即与流体的密度成正比。,1）密度定义单位体积的流体所具有的质量，;SI单位kg/m3。,2019/11/26,2）影响的主要因素,2019/11/26,2019/11/26,2019/11/26,2019/11/26,2019/11/26,5)与密度相关的几个物理量比容：单位质量的流体所具有的体积，用表示，单位为m3/kg。,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:,2019/11/26,1）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、bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。,1.1.5压力,2019/11/26,换算关系为：,1标准大气压(atm)=101330Pa=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2=10.33mH2O=760mmHg,2019/11/26,2）压强的表示方法绝对压强（绝压）：流体体系的真实压强称为绝对压强。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：真空表的读数,真空度=大气压强-绝对压强=-表压,2019/11/26,绝对压强、真空度、表压强的关系为,当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。如：200KPa（表压）、4103Pa（真空度）。,2019/11/26,1）牛顿粘性定律,流体的内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。又称为粘滞力或粘性摩擦力。流体阻力产生的依据,1.1.6剪切力与黏度,2019/11/26,2019/11/26,牛顿粘性定律,式中：,速度梯度,比例系数，它的值随流体的不同而不同，流体的粘性愈大，其值愈大，称为粘性系数或动力粘度，简称粘度。,2019/11/26,非牛顿型流体凡是剪应力与速度梯度不符合牛顿粘性定律的流体均称为非牛顿型流体。非牛顿型流体的剪应力与速度梯度成曲线关系，或者成不过原点的直线关系，如右图所示。,2019/11/26,2）流体的粘度物理意义,促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才显现出来粘度与温度、压强的关系a)液体的粘度随温度升高而减小，压强变化时，液体的粘度基本不变。b)气体的粘度随温度升高而