浙大化工原理课件窦梅老师第一章1.ppt

1、1/20,1.1 概述 一、流体的概念和分类 二、研究流体流动的目的 三、研究流体流动的方法,1.2 流体静力学方程及其应用 一、流体的密度和系统的压力 二、流体静力学基本方程 三、流体静力学基本方程的应用,1.3 流体流动的基本方程 一、基本概念 二、流体流动的连续性方程 三、流体流动的能量衡算,第一章 流体流动,2/20,分类：根据流体的压缩性,第一节 概 述,3/20,二研究流体流动的目的,1掌握流体流动的基本原理 单纯流动问题和流动中伴随传热、传质的问题,2完成流体输送任务 管路设计、管件选择、动力设备选择,3估算工艺和操作参数 根据流体流动的原理流量、压力、位差、 管长、管径等。,第

2、一节 概 述,4/20,三、研究流体流动的方法,把流体视为由无数个流体微团（或流体质点）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。,第一节 概 述,5/20,一、流体的密度和系统的压力,研究内容：研究流体在外力作用下的平衡规律， 即处于静止或相对静止的规律。,1。流体的密度 用表示，属于物性,影响因素：气体-种类、压力、温度、浓度 液体- 种类、温度、浓度,单位：kg /m3,1.2 流体静力学方程及其应用,第二节 流体静力学方程及应用,6/20,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,第二节 流体静力学方程及应用,7/

3、20,2压力（压强）,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p表示。,静压力各向同性,第二节 流体静力学方程及应用,8/20,（2）压力大小的两种表征方法,第二节 流体静力学方程及应用,9/20,二、流体静力学基本方程,1。含义：用于描述静止流体内部的压力沿高度变化的关系,2。研究对象：不可压缩流体,3。静力学方程的推导,取一液柱，横截面积为A，密度为,（1）液柱下底面的压力：p2A,（2）液柱上底面的压力：p1A,（3）液柱自身的重力：G = gV = gA(Z1Z2),第二节 流体静力学方程及应用,10/20,流体静力学方程,根据力的平衡： p1A + G = p2A

4、,第二节 流体静力学方程及应用,11/20,静力学方程的讨论： 1） 适用场合： 静止、连续、均质、不可压缩 2）等压面为水平面； 3）压力可传递-巴斯噶定理。,第二节 流体静力学方程及应用,12/20,三、流体静力学基本方程的应用,单管压力计 U型管压力计,1、压力计,第二节 流体静力学方程及应用,13/20,2压差计（manometer）,(1)U形压差计,第二节 流体静力学方程及应用,14/20,(2)双液柱压差计,1略小于2,读数放大,第二节 流体静力学方程及应用,15/20,1.3 流体流动的基本方程 一、基本概念,点速度 v，单位m/s,1。流量和流速,又称质量通量，kg/m2s,

5、又称平均流速，m/s,第三节 流体流动的基本方程,16/20,2。稳定流动与不稳定流动,流动参数都不随时间而变化，就称这种流动为稳定流动。否则就称为不稳定流动。,二、流体流动的连续性方程,原理：质量守恒定律,假定：无流体泄漏、无积累,流入质量流量 = 流出质量流量,-管内流动的连续性方程,第三节 流体流动的基本方程,17/20,三、流体流动的能量衡算,1。单位质量流体的总能量E,原理：能量守恒定律,2。流体流动的总能量衡算式,第三节 流体流动的基本方程,18/20,输入能量 + 外加功 + 外加热量 = 输出能量 + 能量损失,讨论：,（1）假设：流体不可压缩，1 = 2 = 流体流动时温度不变，U1 = U2 流体流动时与外界无热交换，Q = 0,机械能衡算式,第三节 流体流动的基本方程,19/20,（2）假设：流体流动时没有阻力（理想流体）、 无外功加入,柏努利方程式,（3）机械能衡算式的物理意义,u2/2 单位质量流体具有的动能，称为动压能 u2/2g 单位重量流体具有的动能，称为动压头、速度头 （z + p/g + u2/2g ） 总机械能，称为总压头 H 外加压头，Hf 压头损失,第三节 流体流动的基本方程,20/20,3。使用机械能衡算方程时，应注意的问题,控制体的选取：,控制体内的流体必须连续、