化工原理（第2版）上册 课件 1-1 基本概念和物理量

1第1章流体流动1.1概述1.2概念、名词和物理量1.3流体流动内部结构1.4流体流动守恒方程及应用1.5流体流动阻力第1章流体流动2第1章流体流动－概述概述1.1.1学习的必要性1.1.2基本观点与考察方法31.1.1学习的必要性

（1）流体输送——最常见单元操作

管路配置和布置

输送功率的计算

流量测量

输送设备的选择（2）其它单元操作~流体流动传递过程的速率~流动状况放大效应第1章流体流动－概述－学习的必要性

流动基本规律……相关的工程问题：4特性

足够小，远小于管道、容器足够大，远大于分子自由程2基本观点流体=

质点

连续介质假设：彼此无间隙

质点—最小考察对象质点行为流动现象和规律

可任意相对运动

流体任意形变描述质点运动状态——位置、速度、压强、…

运动参数第1章流体流动－概述－基本观点与考察方法1.1.2基本观点和考察方法

1质点流体

质点

流体分子，完全充满——大量流体分子组成的微团

流体不能承受剪切5第1章流体流动－概述－基本观点与考察方法3考察方法

拉格朗日法

欧拉法，描述同一质点在不同时刻的状态，描述同一时刻各处质点状态及其随时间的变化轨线流线—某个质点的运动轨迹

拉格朗日法

欧拉法控制体—划定的欲考察的局部空间几何点~质点：跟踪质点：划定范围A质点ti时刻A质点ti+1时刻A质点ti+2时刻，运动方向=切向A质点B质点C质点某时刻—一些质点的集合，轨线流线6第1章流体流动－基本概念和物理量基本概念和物理量1.2.1流体流动中的作用力1.2.2流体的密度和压缩性1.2.3流体的流量和流速71.2.1流体流动中的作用力

1体积力和表面力

质量重力、离心力表面力—作用于流体面

垂直于作用面—压力

平行于作用面—剪(切)力(摩擦力)压强—压力/m2体积力—作用于每个质点(彻体力)质点相对运动

速度不同的层，分层流动

层间剪(切)力(摩擦力)第1章流体流动－基本概念和物理量－作用力剪应力—剪力/m2

体积(均质流体)

作用面面积速度大小~离壁距离

层间相对运动与壁面等距的质点(速度相同)

一层流体82压强(p)1atm=760mmHg

=10.33mH2O

=1.013bar=101.3kPa

=1.013

105Pa

=0.101MPa(1)单位换算(2)表示法

绝对压强

表压强=真实压强－0

真空度=绝对压强－当地大气压=当地大气压－绝对压强注明表示法：第1章流体流动－基本概念和物理量－作用力5mH2O(表压)，120kPa(绝压)压强绝对压强大气压真空度绝对压强绝对真空表压强p1p2基准绝对真空(0kPa)当地大气压当地大气压9第1章流体流动－基本概念和物理量－流体的密度和压缩性1.2.2流体的密度及压缩性理想气体的密度1atm,0C

(标态)—p,T时(非标态)1流体的密度(,kg/m3)p-kPa;T-K；R-8.314kJ/kmol

K；M-kg/kmol;

-kg/m3;两个绝对

!

1

2：绝对温度、绝对压强气体混合物：液体混合物：——状态方程Mm＝

xiMi10第1章流体流动－基本概念和物理量－流体的压缩性压缩性——

或V随压强变化的性质液体——不可压缩流体，

与p基本无关气体——可压缩流体，

与p明显有关对气体的近似处理2流体的压缩性平均的T、p

——“不可压缩”1.2.3流量与流速

2流速—某截面，流体的量/时间体积流量qvm3/s,m3/h质量流量qmkg/s,kg/h说明气体，体积(流量)~T、p10000m3/h(20℃,120kPa)

1流量—流体的量/(时间

流通截面积(A))

(平均)流速圆形管:(m/s)第1章流体流动－基本概念和物理量－流量与流速

473.5mmd=47-23.511瞬时性、非累积性(标准状态)qV,qm~时间

外径壁厚内径质量流速G

(kg/m2

s)说明

G＝

u

局部

与u的关系3定态流动与非定态流动12定态流动：各处流动参数(