流体流动《制药工程原理与设备》1.什么是流体？1、流体——气体及液体一、流体的密度流体的比容1.气体的密度在标准状态(,)下，气体的密度为现以气体混合物为基准，如各组分在混合前后的质量保持不变，则2.液体的密度例题真空度=大气压强—绝对压强=－（绝对压强－大气压强）=－表压三、流体静力学基本方程式（4）当液面上方的压强p0发生改变时，液体内部各点的压强p将发生同样大小的改变，即作用于容器内液面上方的压力以同样的大小传递至液体内部任一点的各个方向上。（5）也可改写为。（6）由于气体的密度很小，故高度差不大的容器中，可以近似认为容器中静止气体内部各点的压强均相等。四、流体静力学基本方程式的应用1.普通U形管液柱压差计（二）液位的测量（三）液封高度的计算防泄漏例题5：为了控制乙炔发生炉内压力不超过12kPa（表压），在炉外安装了一水封装置，如图1—5所示。试求此炉的水封管插入水中的深度m?小结▲压强具有点特性。流体静力学就是研究重力场中，静止流体内部静压强的分布规律。▲对流体元(或柱)运用受力平衡原理，可以得到流体静力学方程。流体静力学方程表明静止流体内部的压强分布规律或机械能守恒原理。▲U形测压管或U形压差计的依据是流体静力学原理。应用静力学的要点是正确选择等压面。第二节流体动力学一、流量与流速（一）稳态流动四、伯努利方程式（5）热量若管路系统中存在换热设备，则流体经过换热设备时将获得或失去相应的热量。1kg流体经过换热设备后所获得或失去的热量用表示，单位为。在图1-18所示的系统中，流体从截面1-1′流入，从截面2-2′流出。管路上装有对流体作功的泵及向流体输入或从流体取出热量的换热器。并假设：（a）连续稳定流体；（b）两截面间无旁路流体输入、输出；（c）系统热损失QL=0。能量形式根据能量守恒定律，连续稳定流动系统的能量衡算：第二节流体动力学柏努利，Ｄ.（DanielBernouli,1700～1782）瑞士物理学家、数学家、医学家。他是先后获得过哲学硕士学位、医学硕士学位，并成为外科名医并担任过解剖学教授。但在父兄熏陶下最后仍转到数理科学。柏努利成功的领域很广，除流体动力学这一主要领域外，还有天文测量、引力、行星的不规则.柏努利开辟并命名了流体动力学这一学科，区分了流体静力学与动力学的不同概念。1738年，他发表了十年寒窗写成的《流体动力学》一书。他用流体的压强、密度和流速等作为描写流体运动的基本概念，引人了“势函数”“势能”（“位势提高”）来代替单纯用“活力’讨论，从而表述了关于理想流体稳定流动的伯努利方程，这实质上是机械能守恒定律的另一形式。他还用分子与器壁的碰撞来解释气体压强，并指出，只要温度不变，气体的压强总与密度成正，与体积成反比，用此解释了玻意耳定律。3.流动系统的机械能衡算式与伯努利方程式若流体流动时不产生流动阻力，即=0，则这种流体称为理想流体。对于理想流体且无外功加入时，上式可简化为:4.伯努利方程式的讨论a.以单位重量的流体为衡算基准。b.以单位体积流体为衡算基准流体输送实例小区供水例题例题：离心泵的扬程要大于待提升高度一、牛顿粘性定律与流体的粘度1.牛顿粘性定律2.流体的粘度二、流动类型与雷诺准数1883年，雷诺实验层流：流体质点很有秩序地分层顺着轴线平行流动，不产生流体质点的宏观混合。三、流体在圆管内的速度分析四、层流内层▲牛顿粘性定律是牛顿流体在作层流流动时的过程特征方程。它虽然是一个简单的实验定律，但在流体流动尤其是层流解析中具有重要作用。▲流体按其流动状态有层流与湍流两种流型，这是有本质区别的流动现象。在流体流动、传热及传质过程等工程计算中，往往必须先确定之。流型判断依据是Re的数值。第三节小结（一）几个重要概念4.直径d:圆形管道d值取管道直径，非圆形管道d用管道的当量直径来代替。第四节管路系统计算《化工原理》课件——第一章流体流动工程上，湍流流动下局部阻力的估算方法有阻力系数法和当量长度法。（2）几种常见的局部阻力系数三、管路系统的总能量损失根据铺设和连接情况，制药化工生产中的管路可分为简单管路和复杂管路。简单管路一般是指直径相同的管路或由直径不同的管路连接而成的串联管路。复杂管路则是由若干条简单管路连接而成的并联管路或分支管路。管路计算类型：制药企业中的管路西安杨森制药1.结构—节流式流量计一、孔板流量计式中Ao——孔板小孔的截面积，；Co——流量系数或孔流系数，无因次。其Co值一般为0.6~0.7，且处于定值区域内。1.结构—利于减小流阻二、文丘里流量计1.结构—变截面流量计第五节流体测量仪器三、转子流量计第五节流体测量仪器第五节流体测量仪器第五节流体测量仪器第五节流体测量仪器谢谢！