第二章流体流动过程教学要求§2-1概述§2-6管路计算§2-2流体静力学基本方程§2-7流量测量§2-3流体流动的基本方程§2-8流体输送机械§2-4管内流体流动现象复习§2-5管内流体流动的阻力教学要求重点：连续性方程及柏努利方程式的应用，离心泵的选用。覆盖内容：流体的性质；流体的静压强、静力学方程式及其应用；流量、流速的各种表达方式及计算；定常流动与非定常流动的概念；流动系统的物料衡算与连续性方程；流动系统的能量衡算与机械能衡算式；牛顿型流体与非牛顿型流体的概念；流动类型及特点；边界层的概念；管内流速分布；管路能耗的原因、计算及影响因素；管路计算的方法；流量、流速的测量方法（测速管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计的结构和原理）；流体输送机械的分类，离心泵的性能参数、选用与调节，往复泵的特性。化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室2/75§2-1概述➢流体——气体、液体特征分类➢目的流体输送测定与控制过程强化➢连续性建设流体质点（或流体微团）——流体➢观察方法欧拉法——截面——流线拉格朗日法——质点——轨线化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室3/75§2-2流体静力学基本方程➢流体的热力学属性Δm密度——单位体积流体的质量（kg/m3)ρ=limΔv→0Δvρf=(,)Tp气体密度pMMTp气体密度是温度和压强的函数：ρ==0RT22.Tp40nnP∑()yiMi混合气体的密度：ρ=yρ=i=1m∑iiRT液体的密度i=1只与温度有关，而与压力无关。混合液体密度1nx混合前后体积不变=∑wj——ρmj=1ρj化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室4/75§2-2流体静力学基本方程比容——单位质量流体的体积（m3/kg）——υ=1ρΔF压力——（N/m2）——p=limΔA→0ΔA常用单位及换算关系21atm=1.033kgf/cm=10.33mH2O=760mmHg=1.0133bar=1.013×105Pa21at=1kgf/cm=735.6mmHg=10mH2O=0.9807bar=9.807×105Pa流体静压强的特征：1）来自于各方向且指向该点，大小相等；2）是空间位置的函数。流体静压强的表示绝对压强、表压强、真空度化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室5/75§2-2流体静力学基本方程➢流体静力学基本方程体积力——场力(X、Y、Z)表面力——切向与法向∂p∂pρX−=0同理得：ρY−=0∂y∂y∂pρY−=0∂y欧拉平衡方程∂pρZ−=0∂z化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室6/75§2-2流体静力学基本方程对重力场：−gdzρ=dpX=Y=0，而Z=-gρ=Cgzρ1+p1=ρ2gz+2p1P1Z2P21p2=p1+ρg()1z−2zZ2pp=21+()z−zρggρ12化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室7/75§2-2流体静力学基本方程➢讨论等压面：在静止的、连续的、同一液体中，同一水平面上各点的压力相等。压力可传递——巴斯噶定理。h=(p1-p2)/(ρg)液柱高度表示压强,必须指明液体种类。在化工设备中的可压缩流体（气体）内，忽略可压缩流体柱产生的压强，即认为可压缩流体内各点压强相等。➢流体静力学基本方程式的应用压力测量液柱式压差计——以流体静力学基本方程为依据的测压仪器化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室8/75§2-2流体静力学基本方程U管压差计指示液：与被测流体完全不互溶、不发生化学反应；密度大于被测流体密度。常用指示液有：汞、四氯化碳、水、油等。ppa=p1+ρ()BR+mg'p=pa2+ρm()B+ZgρA+Rgp−1p=2ρZBg+()ρABR−ρg对水平管道，则：p1−p2=()RρAB−ρg若为气体，对水平管道，则：p1−p2=RρAg化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室9/75§2-2流体静力学基本方程倾斜式液柱压差计p1R′p2αRρ0倾斜式压差计扩大部分俗称“水库”，其截面积远远大于测压管的截面积。p1−p2=ρgRsinα化学工程基础材料与化学工程学院流体流动过程化学工程教研室10/75§2-2流体静力学基本方程微差压差计要求：A与B