流体流动现象
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第一章流体流动一、流体静力学:压强,密度,静力学方程二、流体基本方程:流速流量,连续性方程,伯努利方程三、流体流动现象:牛顿粘性定律,雷诺数,速度分布四、摩擦阻力损失:直管,局部,总阻力,当量直径五、流量的测定:测速管,孔板流量计,文丘里流量计六、离心泵:概述,特性曲线,气蚀现象和安装高度8■绝对压力:以绝对真空为基准测得的压力。
■表压/真空度 :以大气压为基准测得的压力。
表 压 = 绝对压力 - 大气压力真空度 = 大气压力 - 绝对压力1.1流体静力学1.流体压力/压强表示方法绝对压力绝对压力绝对真空表压真空度1p 2p 大气压标准大气压:1atm = 1.013×105Pa =760mmHg =10.33m H 2O112.流体的密度Vm =ρ①单组分密度),(T p f =ρ■液体:密度仅随温度变化(极高压力除外),其变化关系可从手册中查得。
■气体:当压力不太高、温度不太低时,可按理想气体状态方程计算注意:手册中查得的气体密度均为一定压力与温度下之值,若条件不同,则需进行换算。
②混合物的密度■ 混合气体:各组分在混合前后质量不变,则有nn 2111m φρφρφρρ+++= RTpM m m=ρnn 2211m y M y M y M M +++= ■混合液体:假设各组分在混合前后体积不变,则有nmn12121w w w ρρρρ=+++①表达式—重力场中对液柱进行受力分析:液柱处于静止时,上述三力的合力为零:■下端面所受总压力 A p P 22=方向向上■上端面所受总压力 A p P 11=方向向下■液柱的重力)(21z z gA G -=ρ方向向下p 0p 2p 1z 1z 2G3.流体静力学基本方程式g z p g z p 2211+=+ρρ能量形式)(2112z z g p p -+=ρ压力形式②讨论:■适用范围:适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体;■物理意义:在同一静止流体中,处在不同位置流体的位能和静压能各不相同,但二者可以转换,其总和保持不变。
第一章: 流体流动流体流动是化工厂中最基本的现象。
在化工厂内,不论是待加工的原料或是已制成的产品,常以液态或气态存在。
各种工艺生产过程中,往往需要将液体或气体输送至设备内进行物理处理或化学反应,这就涉及到选用什么型式、多大功率的输送机械,如何确定管道直径及如何控制物料的流量、压强、温度等参数以保证操作或反应能正常进行,这些问题都与流体流动密切相关。
流体是液体和气体的统称。
流体具有流动性,其形状随容器的形状而变化。
液体有一定的液面,气体则否。
液体几乎不具压缩性,受热时体积膨胀的不显著,所以一般将液体视为不可压缩的流体。
与此相反,气体的压缩民很强,受热时体积膨胀很大,所以气体是可压缩的流体。
如果在操作过程中,气体的温度和压强改变很小,气体也可近似地按不可压缩流体来处理。
流体是由大量的不断作不规则运动的分子组成,各个分子之以及分子内部的原子之间均保留着一定的空隙,所以流体内部是不连续而存在空隙的,要从单个分子运动出发来研究整个流体平衡或运动的规律,是很困难而不现实。
所以在流体力学中,不研究个别分子的运动,只研究由大量分子组成的分子集团,设想整个流体由无数个分子集团组成,每个分子集团称为“质点”。
质点的大小与它所处的空间在、相比是微不足道的,但比分子自由程要大得多。
这样可以设想在流体的内部各个质点相互紧挨着,它们之间没有任何空隙而成为连续体。
用这种处理方法就可以不研究分子间的相互作用以及复杂的分子运动,主要研究流体的宏观运动规律,而把流体模化为连续介质,但不是所有情况都是如此的,高真空度下的气体就不能视为连续介质了。
液体和气体统称为流体。
流体的特征是具有流动性,即其抗剪和抗张的能力很小;无固定形状,随容器的状而变化;在外力作用下其内部发生相对运动。
化工生产的原料及产品大多数是流体。
在化工生产中,有以下几个主要方面经常要应用流体流动的基本原理及其流动规律:(1) 管内适宜流速、管径及输送设备的选定;(2) 压强、流速和流量的测量;(3) 传热、传质等过程中适宜的流动条件的确定及设备的强化。
描述流体流动的观点并举例子说明
流体流动是指流体在受到外力作用下发生的运动。
观点可以从分子运动、连续介质和流线等角度来描述。
1. 分子运动观点:根据动理论,流体中的分子在热运动中相互碰撞,从而产生压强差和速度差,使得流体发生流动。
例如,当我们把热水壶放在火上加热,水中的分子会受热而加速运动,导致水的热量传导和对流现象。
2. 连续介质观点:将流体视为连续均匀介质,对其进行宏观的描述。
根据连续介质力学原理,流体受到外力作用时,其内部各点之间会发生相对位移,从而产生流动。
例如,当我们用手指轻轻在水中划过,水会随即形成涡流和水波。
3. 流线观点:流线是描述流体流动状态的线条,它是流体质点运动轨迹的切线方向。
流体在流动过程中,质点沿着流线运动。
例如,当我们观察河流的流动,可以看到水流以流线的形式从上游向下游流动。
流体流动的观点可以从分子运动、连续介质和流线等角度来描述。
这些观点有助于我们理解和解释流体流动现象,并在实际应用中发挥重要作用,如工程流体力学、气象学等领域。