化工原理(第二版)1.1流體的重要性質(zhì)

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.