专题一 流体流动预备知识（课件）-《化工单元操作》（化工社）专题复习讲练测

专题一 流体流动预备知识 《化工单元操作》（第1版）化工社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.常考习题练习与讲解 04 四.课内练习与讲解 05 五.课堂小结 目录 考纲解读 01 流体的密度和黏度，能够分析温度、压力等因素对流体密度的影响。 压力的表示和测量，掌握绝对压力、表压力、真空度的定义及相互关系。 流体静力学基本方程表达式及含义，能解释方程中各项的物理意义。 压力与压力差以及液体的测量，根据给定条件计算流体中两点之间的压力差。 常见考点： 01 1.准确理解流体密度和黏度的概念，能阐述其物理意义。掌握不同条件下流体密度的计算方法。 02 03 考纲解读 01 2.清晰掌握绝对压力、表压力和真空度的定义及相互关系。熟悉各种压力单位，并能熟练进行单位转换。 3.理解流量与流速之间的关系，能够在实际问题中进行分析和应用。 考试要求： 考纲解读 01 选择题 压力的常用表示方法不包括、流量与流速的关系表达式为 简答题 简述流体的密度和黏度的物理意义及影响因素、说明压力的表示方法有哪些，并举例说明如何测量压力 计算题 已知某液体的密度为 1200kg/m³，深度为 5m，求该液体底部的压力（绝对压力和表压力） 易考题型： 考纲解读 01 知识点思维导图： 知识点梳理和重点概念复习 02 一、流体的概念 流体是具有流动性的物体，包括可压缩的气体和不可压缩的液体。流体的压缩性是指当作用在流体上的压力增加时，流体的体积将会缩小这一特性。当气体压力增加时，其体积会明显缩小；而液体压力增加时，其体积基本不变。 因此，常将气体称为可压缩流体，而将液体称为不可压缩流体。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 二、流体的密度 流体的密度指的是单位体积流体在t℃时的质量，用符号 表示，在不致混淆的情况下可简记为 ，其单位为kg/m³，由定义可得: 式中 m——流体的质量，kg； V——流体的体积，m³。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 三、流体的黏度 黏度是指流体对流动的阻抗能力。黏度的国际单位是Pa·s；但在工程上常用泊(P)或厘泊(cP)作单位。它们之间的换算关系是1Pa•s=10P=1000cP。不同流体的黏度是不同的，一般气体的黏度比液体的黏度小得多。 黏性是流体的固有属性，流体无论是静止还是流动，都具有黏性。黏性大的流体流动性差，黏性小的流体流动性好。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 四、压力的表示 压力的表示方法有两种 (1)以绝对真空（绝对零压）作为基准所表示的压力，称为绝对压力，简称绝压 （2）以大气压作为基准所表示的压力，称为相对压力。 若系统压力高于大气压，则超出的部分称为表压。 若系统压力低于大气压，则低于大气压的部分称为真空度。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 五、流体静力学基本方程 如图1-5所示，静止流体内部任意两截面的压力分别为p1、p2，它们之间的关系是： 上式即为流体静力学基本方程式，它表明了静止流体内部压力变化的规律。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 六、液位的测量 生产中经常要了解容器里液体的储存量或要控制液面，因此要进行液位的测量，常见的液位计类型有玻璃管液位计、磁翻板液位计、浮球液位计、差压式液位计等。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 七、流量与流速 单位时间内流过管道任一截面的流体量称为流量。若流体量用体积来计算，称为体积流量，以qv表示，其单位为m³/s或m³/h；若流体量用质量来计算，则称为质量流量，以qm表示，其单位为kg/s或kg/h。质量流量与体积流量可以通过下式进行换算： 流速是指单位时间内，流体在流动方向上通过的距离，用u表示，单位是m/s。 根据流量与流速的意义，可以知道，它们之间的关系满足下式： 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 重点概念复习： 1.流体是具有流动性的物体，包括可压缩的气体和不可压缩的液体。 2.流体的黏度是指流体对流体的阻抗能力。不同流体的黏度是不同的，一般气体的黏度比液体的黏度小的多。 3.压力有两种表示方法，一种是以绝对真空作为基准所表示的压力，称为绝对压力；另一种是以大气压作为基准所表示的压力，称为相对压力。 4.单位时间内流过管道任一截面的流体量称为流量。 常考题练习与讲解 03 选择题 1.下列选项中不是流体的一项为( ） A.液态水 B.空气 C.CO₂气体 D.钢铁 答案：D。 解析：流体是能流动的物质，包括液体和气体。液态水、空气、CO₂气体具有流动性，属于流体。而钢铁是固体，不具有流动性，不是流体。 常考习题练习与讲解 03 选择题 2.以2m/s的流速从内径为50mm的管中稳定地流入内径为100mm的管中，水在100mm的管中的流速为( )m/s。 A.4 B.2 C.1 D.0.5 答案：D。 解析：先计算两根管子的横截面积再代入连续性方程，得到流速为0.5m/s。 常考习题练习与讲解 03 选择题 3.应用流体静力学方程式可以( )。 A.测定压力、测定液面 B.测定流量、测定液面 C.测定流速、确定液封高度 D.测定流量、确定液封高度 答案：A。 解析：通过测量不同位置的压力，可以确定液面高度；同时，已知液面高度等参数也可计算某点压力。 常考习题练习与讲解 03 选择题 4.在静止的连通的同一种连续流体内，任意一点的压力增大时，其他各点的压力则( ）。 A.相应增大 B.减小 C.不变 D.不一定 答案： A。 解析：在静止的连通的同一种连续流体内，根据流体静力学基本方程，当任意一点的压力增大时，由于流体是连续的且处于静止状态，其他各点的压力也会相应增大，以保持这种平衡关系。 常考习题练习与讲解 03 选择题 5.下列关于流体的说法正确的是（ ）。 A.流体都是牛顿流体 B.流体都是非牛顿流体 C.有些流体是牛顿流体，有些流体是非牛顿流体 D.以上都不是 答案：C。 解析：有些流体符合牛顿内摩擦定律，是牛顿流体；有些流体不符合，是非牛顿流体。 常考习题练习与讲解 03 选择题 6.稳定流动中，流体在不同截面处的质量流量（ ）。 A.一定相等 B.可能相等 C.一定不相等 D.以上都不是 答案：A。 解析：在稳定流动中，流体在不同截面处的质量流量一定相等。 常考习题练习与讲解 03 选择题 7.在流体静力学中，等压面的特点是（ ）。 A.一定是水平面 B.一定是垂直面 C.与质量力垂直 D.以上都不是 答案：C。 解析：在流体静力学中，等压面与质量力垂直。 常考习题练习与讲解 03 选择题 8.流体的黏度主要取决于（ ）。 A.流体的种类 B.温度 C.压力 D.以上都是 答案：D。 解析：流体的黏度主要取决于流体的种类、温度和压力等因素。 常考习题练习与讲解 03 判断题 1. 在同一水平面上，静止流体的压力处处相等。 （ ） 答案：正确。 解析：在静止的连通的同一种流体中，同一水平面上压力处处相等。 常考习题练习与讲解 03 判断题 2. 流体静力学基本方程只适用于静止的流体。 （ ） 答案：正确。 解析：流体静力学基本方程是针对静止流体推导出来的。 常考习题练习与讲解 03 判断题 3.不稳定流动时，流体的压力一定随时间变化。 （ ） 答案：错误。 解析：不稳定流动时，流体的流速、压力、流量等可能随时间变化，但不是一定压力随时间变化。 常考习题练习与讲解 03 判断题 4.流量等于流速乘以横截面积，适用于任何流体。 （ ） 答案：正确。 解析：这是流量的基本计算公式，适用于任何流体。 常考习题练习与讲解 03 判断题 5.在静止的流体中，不同深度处的压力相等。 （ ） 答案：错误。 解析：根据流体静力学基本方程，静止流体中不同深度处的压力不同，压力随深度增加而增大。 常考习题练习与讲解 03 填空题 1.不稳定流动时，流体的 、 、 可能随时间变化。 答案：流速、压力、流量。 解析：不稳定流动的特点是流体的流速、压力、流量可能随时间变化。 常考习题练习与讲解 03 填空题 2.绝对压力等于表压力与 压力之和。 答案：大气。 解析：考察的是绝对压力、表压力和大气压力的关系。 常考习题练习与讲解 03 填空题 3.流体的黏度越大，流体的流动性越 。 答案：差。 解析：流体的黏度越大，流体的流动性越差。 常考习题练习与讲解 03 填空题 4.在连续性方程中，流速与横截面积成 比。 答案：反。 解析：根据连续性方程的关系得出流速与横截面积成反比。 常考习题练习与讲解 03 填空题 5.连续性方程是基于 原理。 答案：质量守恒。 解析：连续性方程的推导依据是基于质量守恒原理。 课内练习与讲解 04 计算题 1.已知某种液体在20°C时的密度为900kg/m³，当温度升高到50°C时，其密度变为880kg/m³。求在液体密度随温度变化的平均变化率。 首先计算密度的变化量： 温度的变化量： 则密度随温度变化的平均变化率为： 课内练习与讲解 04 计算题 2.安装在某生产设备进、出口处的真空表的读数是3.5kPa、压力表的读数为76.5kPa，试求该设备进出口的压力差。 课内练习与讲解 04 计算题 3.一密闭容器内的压力为1.5MPa，当地大气压为0.1MPa，求该容器的表压力？ 课内练习与讲解 04 简答题 1.举例说明流体在生活中的应用。 解析：（1）自来水通过管道输送是流体流动的应用； （2）汽车发动机中的燃油和冷却液的循环也是流体流动； （3）通风系统中空气的流动。 课内练习与讲解 04 简答题 2.流量和流速的关系是什么？ 解析：流量等于流速乘以横截面积。流量是单位时间内通过某一截面的流体体积，流速是单位时间内流体流动的距离。 课内练习与讲解 04 简答题 3.压力有哪些表示方法？ 解析：压力的表示方法有绝对压力、表压力和真空度。绝对压力是指以绝对真空为基准的压力；表压力是指以大气压力为基准的压力，高于大气压力的部分；真空度是指低于大气压力的部分，用绝对压力低于大气压力的值来表示。 课内练习与讲解 04 简答题 4.流体的黏度受哪些因素影响？ 解析：流体的黏度主要受流体的种类、温度和压力等因素影响。一般来说，对于液体，温度升高，黏度降低；对于气体，温度升高，黏度增大。压力对流体黏度的影响相对较小，通常在高压下，液体的黏度会略有增加，而气体的黏度会略有增大。 课内练习与讲解 04 简答题 5.在实际生产中，如何判断流体的流动是稳定流动还是不稳定流动？ 解析：可以通过观察流体的流速、压力、流量等参数是否随时间变化来判断。如果在一段时间内，这些参数基本保持不变，则可认为是稳定流动；如果参数随时间有明显的变化，则是不稳定流动。 课堂小结 05 在本节课中，我们系统地学习了多个重要知识点。 首先，认识了流体的密度和黏度，了解其对流体性质和流动状态的影响。掌握了压力的不同表示方法及测量手段，为准确描述流体状态提供基础。流体静力学基本方程让我们明白静止流体中压力、密度与高度的关系，进而能确定液封高度。流量与流速反映了流体在流动过程中的数量和速度特征。区分稳定流动与不稳定流动，有助于我们在实际应用中判断流体状态。连续性方程基于质量守恒，为分析流体在不同截面的流动情况提供依据。 这一系列知识点为后续深入学习流体流动奠定了坚实基础。 课堂小结 05 重点复习知识点 1.流体的压缩性：流体的压缩性是指当作用在流体上的压力增加时，流体的体积将会缩小这一特性。当气体压力增加时，其体积会明显缩小；而液体压力增加时，其体积基本不变。 ​2.黏度的单位：国际单位是Pa·s，但在工程上常用泊（P）或厘泊（cP）做单位。它们直接的换算关系是1Pa·s＝10P＝1000cP ​3.压力的测量：大多数测压仪所测得的压力都是相对压力。 ​4.液体静力学方程主要应用于压力、压力差、液位等方面的测量。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 感谢观看 $$