化工原理课件1流体流动教程文件.ppt

第一章 流体流动;1.0 概述;1.1 流体的物理性质;;1.1.1.2.流体的物理量;;1.1.2.3 液体混合物的平均密度Density of liquid mixture 对理想溶液，各组分混合前后体积不变，则1kg混合液体的体积等于各组分单独存在时的体积之和。即混合液体的密度ρm可按下式计算： 1/ρm=Σai/ρi 式中：ai－组分i在混合物中的质量分率mass fraction of components in the mixture； ρi－组分i单独存在时密度，kg/m3。;1.1.2.4 气体混合物的平均密度Density of Gas mixture ;3.仿照纯气体密度的计算：;1.1.3 流体的粘性和理想流体;;;;1.1.3.2 流体的粘度;2.运动粘度Kinematic viscosity (dynamic viscosity) ;Units of kinematic viscosity (dynamic viscosity) ;3.混合物平均粘度;1.1.3.3 理想流体与粘性流体;1.1.4 流体的可压缩性、可压缩流体、不可压缩流体;1.1.4.2 不可压缩流体incompressible fluid ;;1.2 流体静止的基本方程;;1.2.2 静止流体的压力Pressure特性;2..压力的单位Unit of pressure及其换算;;3.真空度(负压) Degree of vacuum(or vacuum) ：当被测流体的绝压小于外界大气压力时，采用真空表测量。真空表上的读数反映被测流体的绝压低于大气压力的差值，称为真空度，即： 真空度＝大气压力-绝对压力 很显然：真空度＝－表压力;The relation of three kinds of pressure;1.2.3 流体静力学方程式 ;;1.2.3.2 方程式的讨论 1. 静止流体内部两点间压力差的大小，只与其垂直距离和流体的密度有关，而与其水平位置和容器的形状无关。 2.在静止液体中，当位置1处压力p1发生变化时，位置2处压力p2亦发生同样大小的变化，即压力具有传递性(在液体中) 。 3.当p0=const时， ρ↑，p↑；h↑，p↑;;1.2.4 静力学方程式的应用;;p1-p2=(ρA-ρ)gR 〖说明〗;为提高读数精度，除选用密度小的指示液外，亦可采用微差压差计。 其结构为在U型管的两端部增设两扩大室，扩大室内径应大于U型管内径的10倍以上，压差计内装有密度相近，不互溶、无化学反应的两指示液A、C，且ρAρC。 测量时将两端分别与被测点相连，由于扩大室截面积远远大于U管截面，即使U型管内指示液A的液面差很大时，两扩大室内指示液C的液面变化也甚微，计算时基本上可认为两室液面在同一高度。;选等压面，列静力学方程式得： p1-p2=(ρA-ρC)gR 只要所选的指示液A、C密度较为接近， 便可将R放大到普通U型管的几倍以上 ;例1-1 在某设备上装置一复式U型水银压差计，截面间充满水，已知对某基准面而言，各点的标高分别为：h0=2.1m，h2=0.9m，h4=2.0m，h6=0.7m,h7=2.5m，求设备内水面上方的表压力p。 解：从右自左，选等压面2-2′，4-4′和6-6′，并在其上列静力学基本方程式：;1.2.4.2 液位的测量Measurement of liquid level;2.远距离液位测量装置 ;例1-2密闭容器内盛有油(ρ1=800kg/m3)和水(ρ2=1000kg/m3)，在其底部和顶部用一玻璃管连通，已知油和水总高度(h1+h2)=1.4m，玻璃管中液面h=1.2m，求容器内油层高度h1。;1.2.4.3 液封高度的计算 Liquid seal of equipment;例1-3 为保证设备内某气体压力不超过119.6kPa，在其外部装设安全水封(如图)，计算水封管应插入水面以下高度h0，当地大气压为100kPa。;1.3 流体流动的基本概念1.3.1 稳态流动与非稳态流动;2.非稳态流动unsteady floWs;1.3.3 流率与平均流速;1.3.3.2 平均流速ub;1.3.3.4 管径的计算;1.3.3.4 管径的计算;管路计算示例; 1.3.4.1 雷诺实验Reynolds’ experiment 如图。在水位恒定的水箱下部装一带喇叭形进口的玻璃管，下游用阀门调节管内水的流速，玻璃管进口处中心有一针形小管，与水密度相近的着色液体由针形管流出。 实验现象： 管内流率改变时红色液体流动型态。;;1.3.4.2 雷诺数 Reynolds number;〖说明〗;;流型判断例题;;1.3.4.3 层流和湍流 (P79 1