化化工工原原理（上）理（上）化化工工原原理（上）理（上）PrinciplesofChemicalEngineering广东工业大学(2007年)第一章流体流动第一节:流体的物理性质第二节:流体静力学基本方程第三节:流体流动基本方程第四节:流体流动现象第五节:管路计算第六节：流量测量2.气体密度的计算流体气体和液体，为由无数流体微团构成的连续介质。流体的特征：流动性、无固定形状、在外力作用下产生流动。Density1.第一节液体的物理性质流体——气体和液体，为由无数流体微团构成的连续介质。流体的特征：流动性、无固定形状、在外力作用下产生流动。1.1.1密度Density1.定义单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。2.气体密度的计算PM理想气体在标况下的密度为：PVnRTRT3.11kg:2)1m,:xx,…,x,:,m3vA,vBVn3.混合物的密度1）液体混合物的密度ρm取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为:1xxxwAwBwnm12n2)气体混合物的密度3取1m的气体为基准,令各组分的体积分率为:xvA,xvB,…,xVn,其中:m1x12x2......nxnPM当混合物气体可视为理想气体时,mmRT1.——1.1.2流体的粘度1.牛顿粘性定律流体的内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力。又称为粘滞力或粘性摩擦力。——流体阻力产生的依据牛顿型流体：满足牛顿粘性定律的流体，如空气、水等。非牛顿型液体：不满足牛顿粘性定律的流体，如泥浆、高分子溶液等。——剪应力：单位面积上的内摩擦力，以τ表示。FuSydu——牛顿粘性定律dy牛顿型流体：满足牛顿粘性定律的流体，如空气、水等。非牛顿型液体：不满足牛顿粘性定律的流体，如泥浆、高分子溶液等。21)2)a)b)2、流体的粘度1)物理意义dudy促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才显现出来2)粘度与温度、压强的关系a)液体的粘度随温度升高而减小，压强变化时，液体的粘度基本不变。b)气体的粘度随温度升高而增大，随压强增加而增加的很少。3SISI3）粘度的单位在SI制中：2N.SN/m2Pa.Sdu/dy(m/s)mm在物理单位制中，2dyn/cmdyn.sgP(泊）du/dycmscm2cm.scmSI单位制和物理单位制粘度单位的换算关系为：1Pas1000CP10P4)35SIm/scm/sSt.224)混合物的粘度对常压气体混合物：12yiuiMim12yiMi对于分子不缔合的液体混合物：lgmxilgui5）运动粘度单位：SI制：m2/s；物理单位制：cm2/s，用St表示。3、理想流体黏度为零的流体.其它常用单位有：1、压强的定义流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，简称压强。atmkgf/cmbarmmHOmmHg22第二节第二节流体静力学基本方程流体静力学基本方程1.2.1静止流体的压力1、压强的定义流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，简称压强。PpA其它常用单位有：2atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm、bar；流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。换算关系为：1atm1.033kgf/cm2760mmHg510.33mH2O1.0133bar1.013310Pa1工程大气压1kgf/cm2735.6mmHg410mH2O0.9807bar9.80710Pa1）2）表压强=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强=-表压压强的表示方法1）绝对压强（绝压）：流体体系的真实压强称为绝对压强。2）表压强（表压）：压力上读取的压强值称为表压。绝对压强、真空度、表压强的关系为表压强=绝对压强-大气压强真空度=大气压强-绝对压强=-表压A表压强绝大气压强线对真