第一章 流体流动 (课件）-《化工单元操作（第二版）》同步教学（化学工业出版社）

第一章 流体流动 第一章 流体流动 第一节 流体流动的主要任务 1.流体—具有流动性的物体（液体和气体）。 2.流体力学—研究流体平衡和运动规律的科学（静力学、动力学）。 3.学习流体流动目的 （1）根据生产工艺流程的要求，确定管路和设备的直径。 （2）估算输送流体所需要的能量。 （3）压力、流量及流速等参数的测量和控制。 此外，流体流动也是传热、传质过程的重要基础。 第二节 流体静力学 流体的静止是流体运动的一种特殊方式。流体静力学是研究静止流体内部压力变化的规律。 一、流体的压缩性 流体的体积随压强和温度而变的这个性质，称为流体的压缩性。 液体：工程上可按不可压缩性流体考虑。 气体：属于可压缩性流体。 二、流体的主要物理性质 1．密度、相对密度和比体积 （1） 密度——单位体积的流体所具有的质量， 符号：ρ ； 单位 ： kg/m3 则： m—流体的质量，㎏ ；V—流体的体积，m3。 ① 气体的密度 气体：具有可压缩性， t  ; V ; ρ  ；p  V  ρ  当压力不太高、温度不太低时，可按理想气体状态方程计算： 由理想气体方程求得操作条件（T, P）下的密度： 纯气体 所以 混合气体密度的计算： M均= M1y 1+M2y2 +…… + Mnyn y1 、y2.y3…… yn—气体混合物中各组分的摩尔（体积）分数 【例题1-4】、【例题1-5】 ②液体密度的计算 液体的密度一般用实验方法测定。 纯液体密度，练习查（附录二、三、四、五） 混合液体的密度的准确值要用实验方法求得。 混合液体密度的近似值可由下式计算: 取1kg液体为基准，假设各组分在混合前后体积不变， 则： ——混合液中各纯组分的质量分数 ——混合液中各纯组分的密度；kg/m3 【例题1-1】、【例题1-2】、【例题1-3】 （2）相对密度 定义—流体密度与4℃时水的密度之比 , 习惯称为比重 。 符号： 即： ① 没用单位，仅仅是一个比值。 ②4 ℃时， 1000kg/m3 【例题1-6】 （3）比体积 定义——单位质量流体所具有的体积。习惯称为比容。 符号：；单位：m3/kg。 则： 与 关系互为倒数。 1000 2.压强（压力） （1）压强的定义 流体垂直作用于单位表面积上的力，称为流体的静压强，简称压强. 用符号 表示压强， 表示面积， 为流体垂直作用与面积上的力。 则压强 强调 法定 单位：N/m2 （Pa ），与实际生产中压力的常用单位kpa，Mpa之间的换算关系。 （2）压强的单位及其换算 其它常用单位有： 标准大气压atm（物理大气压）、工程大气压at、kgf/cm2.流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。 各种压力单位的换算关系如下： 1atm=101.3 kPa=1.033 kgf/cm2 =760mmHg =10.33mH2O 1at=98.1kPa=1kgf/cm2=735.6 mmHg=10 mH2O 若用液柱高度表示压强 ： 设 为液柱高度， 为液柱的底面积， 为液体的密度 则 结论：当P一定时，可用某流体柱的高度表示压强的大小。 （3