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文檔簡介
1.1流體的基本性質(zhì)1.2流體靜力學(xué)方程及其應(yīng)用1.3流體流動(dòng)的基本方程1.4管路計(jì)算1.5邊界層及邊界層理論1.6流速、流量的測量1第一章流體流動(dòng)1.本章重點(diǎn)掌握的內(nèi)容
(1)靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用(2)連續(xù)性方程、柏努力方程的物理意義、適用條件、應(yīng)用柏努力方程解題的要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。(3)管路系統(tǒng)總能量損失方程(包括數(shù)據(jù)的獲得)2.本章應(yīng)掌握的內(nèi)容(1)兩種流型(層流和湍流)的本質(zhì)區(qū)別,處理兩種流型的工程方法(解析法和實(shí)驗(yàn)研究方法)(2)流量測量(3)管路計(jì)算3.本章一般了解的內(nèi)容(1)邊界層的基本概念(邊界層的形成和發(fā)展,邊界層分離)(2)牛頓型流體和非牛頓型流體3.本章學(xué)習(xí)應(yīng)注意的問題(1)流體力學(xué)是傳熱和傳質(zhì)的基礎(chǔ),它們之間又存在著密切的聯(lián)系和相似性,從開始學(xué)習(xí)流體流動(dòng)就要學(xué)扎實(shí),打好基礎(chǔ)。(2)應(yīng)用柏努力方程、靜力學(xué)方程解題要繪圖,正確選取衡算范圍。解題步驟要規(guī)范。2第一章流體流動(dòng)第一章流體流動(dòng)1.1流體的基本性質(zhì)一.連續(xù)介質(zhì)模型二.流體的流動(dòng)性和可壓縮性三、流體的密度四、流體所受到的力五、流體的靜壓力六、流體的粘度七、理想流體和實(shí)際流體八、牛頓型流體和非牛頓型流體3第一章流體流動(dòng)在所有化工單元操作中為什么首先討論“流體流動(dòng)”?
流體流動(dòng)的規(guī)律是化工原理的重要基礎(chǔ)(1)
化學(xué)工業(yè)中涉及各種流體的輸送研究流體的流動(dòng)規(guī)律可進(jìn)行管路的設(shè)計(jì),輸送機(jī)械的選擇及功率的計(jì)算。(2)流體流動(dòng)對傳熱、傳質(zhì)及反應(yīng)過程有著重要影響化工設(shè)備中的傳熱、傳質(zhì)以及反應(yīng)過程大多是在流動(dòng)的條件下進(jìn)行的引言4第一章流體流動(dòng)第一章流體流動(dòng)1.1流體的基本性質(zhì)一.連續(xù)介質(zhì)模型把流體視為由無數(shù)個(gè)流體微團(tuán)(或流體質(zhì)點(diǎn))所組成,這些流體微團(tuán)緊密接觸,彼此沒有間隙。這就是連續(xù)介質(zhì)模型。流體微團(tuán)(或流體質(zhì)點(diǎn)):宏觀上足夠小,以致于可以將其看成一個(gè)幾何上沒有維度的點(diǎn);同時(shí)微觀上足夠大,它里面包含著許許多多的分子,其行為已經(jīng)表現(xiàn)出大量分子的統(tǒng)計(jì)學(xué)性質(zhì)。5第一章流體流動(dòng)1.1流體的基本性質(zhì)二.流體的流動(dòng)性和可壓縮性1.易流動(dòng)性2.壓縮性:是指流體體積隨壓力變化的關(guān)系6第一章流體流動(dòng)1.1流體的基本性質(zhì)三.密度用
表示,單位kg/m3,屬于物性獲得方法:(1)查物性數(shù)據(jù)手冊
(2)公式計(jì)算:液體混合物:
氣體:
----------理想氣體狀態(tài)方程影響因素:氣體----------種類、壓力、溫度、濃度
液體---------種類、溫度、濃度7第一章流體流動(dòng)四、流體所受到的力如重力、離心力等,屬于非接觸性的力。1.1流體的基本性質(zhì)質(zhì)量力:作用于流體每個(gè)質(zhì)點(diǎn)上的力,其大小與流體的質(zhì)量成正比。表面力:是通過直接接觸面作用于流體表面的力,其大小與流體的表面積成正比。8第一章流體流動(dòng)五.法向力——靜壓力單位面積上所受到的壓應(yīng)力稱為壓強(qiáng),習(xí)慣上稱之為靜壓力,用符號p表示。1.1流體的基本性質(zhì)靜壓力各向同性(1)壓力單位SI制中,
N/m2=Pa,稱為帕斯卡9第一章流體流動(dòng)基本關(guān)系:1atm=101325Pa=760mmHg1at=1Kgf/cm2=10mH2O=9.81x104Pa1bar=105Pa1mH2O=9.81x103Pa1mmHg=133.3Pa10第一章流體流動(dòng)(2)壓力大小的兩種表征方法
1.1流體的基本性質(zhì)11第一章流體流動(dòng)絕壓/表壓/真空度的定義及關(guān)系PA,絕pA(表)P大氣壓P(真空度)PB,絕PA,絕pA(表)P大氣壓P(真空度)PB,絕表壓強(qiáng)=絕對壓強(qiáng)-大氣壓強(qiáng)真空度=大氣壓強(qiáng)-絕對壓強(qiáng)12第一章流體流動(dòng)六、粘性——牛頓粘性定律運(yùn)動(dòng)粘度:1.1流體的基本性質(zhì)13第一章流體流動(dòng)1.1流體的基本性質(zhì)粘度
:物理意義:衡量流體粘性大小的一個(gè)物理量單位:獲取方法:屬物性之一,由實(shí)驗(yàn)測定、查有關(guān)手冊或資料、用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。影響因素:14第一章流體流動(dòng)1.1流體的基本性質(zhì)理想流體:粘度為零的流體。(空氣、水等)實(shí)際流體:粘度不為零的流體八、牛頓型流體和非牛頓型流體牛頓型流體:剪應(yīng)力和速度梯度符合牛頓粘性定律的流體(所有氣體、大多數(shù)液體)非牛頓型流體:剪應(yīng)力和速度梯度不符合牛頓粘性定律的流體(高分子溶液、膠體溶液、懸浮液等)七、理想流體和實(shí)際流體15第一章流體流動(dòng)1.2流體靜力學(xué)方程及其應(yīng)用
1.2.1靜止流體所受的力
1.2.2流體靜力學(xué)基本方程
1.2.3流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用16第一章流體流動(dòng)1.2流體靜力學(xué)方程及其應(yīng)用
1.2.1靜止流體所受的力1.重力2.靜壓力如重力、離心力等,屬于非接觸性的力。靜止流體所受的力:17第一章流體流動(dòng)流體靜力學(xué)方程1.2.2流體靜力學(xué)基本方程18第一章流體流動(dòng)靜力學(xué)方程的討論:
1)
適用場合:
絕對靜止、連續(xù)、均質(zhì)、不可壓縮
2)等壓面為水平面;
3)壓力可傳遞-------巴斯噶定理。1132244535P1P2p等壓面實(shí)例19第一章流體流動(dòng)1.2.3流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用單管壓力計(jì)U型管壓力計(jì)1、壓力計(jì)20第一章流體流動(dòng)1.2.3流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用2.壓差計(jì)(manometer)
(1)U形壓差計(jì)21第一章流體流動(dòng)1)U形壓差計(jì)22第一章流體流動(dòng)1.2.3流體靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用(2)雙液柱壓差計(jì)讀數(shù)放大23第一章流體流動(dòng)解題須知1.每道題需簡明寫出已知條件及待求量,題目全文可以不抄,必須作簡圖,圖中標(biāo)明已知條件及待求量。2.解題思路要明確,必要時(shí)用方框圖表明。3.使用SI制,作好單位換算。4.
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