chap1_1 化工原理

1、浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础1/14幻灯片1目录1.1 几个概念几个概念 一连续介质模型一连续介质模型 二流体的性质二流体的性质 三、流体所受到的力三、流体所受到的力1.2 流体静力学方程及其应用流体静力学方程及其应用 1.2.1 静止流体所受的力静止流体所受的力 1.2.2 流体静力学基本方程流体静力学基本方程 1.2.3 流体静力学基本方程的应用流体静力学基本方程的应用浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础2/14质量传递质量传递热量传递热量传递动量传递动量传递三传三传液体液体气体气体流体流体第一章第一章 流体力学基础流体力学基础u1.1 几个概念几个概念一连续介

2、质模型一连续介质模型把流体视为由无数个把流体视为由无数个流体微团（或流体流体微团（或流体质点）质点）所组成，这些流体微团紧密接触，所组成，这些流体微团紧密接触，彼此没有间隙。这就是连续介质模型。彼此没有间隙。这就是连续介质模型。流体微团（或流体质点）：流体微团（或流体质点）：宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点；宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点；同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子，其行为已同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子，其行为已经表现出大量分子的统计学性质。经表现出大量分子的统计学性质。浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基

3、础3/14不可压缩流体不可压缩流体可压缩流体可压缩流体1.1 几个概念几个概念二流体的性质二流体的性质1易流动性易流动性 流体不能承受拉力流体不能承受拉力2压缩性压缩性浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础4/141.1 几个概念几个概念3密度密度 用表示，属于物性获得方法：（1）查物性数据手册 （2）公式计算：液体混合物：气体： -理想气体状态方程nnmaaa22111RTPMRTPMmm影响因素：气体-种类、压力、温度、浓度液体- 种类、温度、浓度二流体的性质二流体的性质浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础5/14 表表面面力力质质量量力力流流体体所所受受的的力力 切向力

4、切向力法向力法向力三、流体所受到的力三、流体所受到的力1.1 几个概念几个概念如重力、离心力等，属如重力、离心力等，属于非接触性的力。于非接触性的力。浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础6/14 法法向向压压力力静静压压力力质质量量力力静静止止流流体体所所受受的的力力令单位质量流体的质量力为令单位质量流体的质量力为BMF，其在，其在 x、y、z 方向方向的分量大小分别为的分量大小分别为 gx、gy、gz，则，则 k kj ji iF Fzyxggg BM1.2 流体静力学方程及其应用流体静力学方程及其应用 1.2.1静止流体所受的力静止流体所受的力1质量力质量力浙江大学本科生课程化工

5、原理第一章 流体力学基础7/142静压力静压力单位面积上所受到的压应力称为压强，习惯上称之为静单位面积上所受到的压应力称为压强，习惯上称之为静压力，用符号压力，用符号p表示。表示。静压力各向同性 1.2.1静止流体所受的力静止流体所受的力浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础8/14atm1（标标准准大大气气压压）OmHmmHgPa2533.1076010013. 1 表压表压绝压绝压-以 当 地 大 气压 为基 准当当地地大大气气压压绝绝压压表表压压 绝压绝压当地大气压当地大气压真空度真空度 （1）压力单位）压力单位SI制中， N/m2 =Pa，称为帕斯卡（2）压力大小的两种表征方法

6、）压力大小的两种表征方法 1.2.1静止流体所受的力静止流体所受的力浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础9/14 z p+( y xpp+(p/x)dxpp+(p/y)dypp+(p/z)dz作作 x 方方向向力力的的平平衡衡，有有:dxdydzgx pdydz 0)( dydzdxxpp0 xpgx 同理，有：0 ypgy 0 zpgz 0p BMF F哈密顿算子zyxkji 1.2.2 流体静力学基本方程流体静力学基本方程-流体静力学微分方程式浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础10/14重力场中： gx=gy=0，gz= - g0 dzdpg 对连续、均质且不可压缩流

7、体，=常数常常数数 pgz 2211pgzpgz 静压头00ypxp0zpg 1212zzgpgp 广 义 压 力 2112zzgpp 流体静力学方程 1 2 Z1 Z2浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础11/14静力学方程的讨论：静力学方程的讨论： 1） 适用场合：适用场合：绝对静止、连续、均质、不可压缩绝对静止、连续、均质、不可压缩2）等压面为水平面；）等压面为水平面；3）压力可传递）压力可传递-巴斯噶定理。巴斯噶定理。浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础12/141压力计压力计(1)单管压力计单管压力计pa R A 1 .gRpppa )(11表表(2)U 形压力计形压力计 pa A 1 h R 2 3 0指示液ghgRppa 011.2.3 流体静力学基本方程的应用流体静力学基本方程的应用浙江大学本科生课程化工原理第一章 流体力学基础13/14 2 1 z2 z1 R3 3 0 gRgzpRzgp02211 gRgzpgzp 02211gR021U 形压差计的读数 R 的大小反映了被测两点间广义压力之差 1.2.3 流体静力学基本方程的应用流体静力学基本方程的应用2压差计（压差计（manometer） (1)U形压差计形压差计浙江大学本科生课程化工原理第一章