流体静力学基本方程
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第一章 流体流动与输送机械1. 流体静力学基本方程:gh p p ρ+=022. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p )3. 伯努力方程:ρρ222212112121p u g z p u g z ++=++4. 实际流体机械能衡算方程:f W p u g z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121+ 5. 雷诺数:μρdu =Re6. 范宁公式:ρρμλfp d lu u d l Wf ∆==⋅⋅=22322 7. 哈根-泊谡叶方程:232d lup f μ=∆ 8. 局部阻力计算:流道突然扩大:2211⎪⎭⎫ ⎝⎛-=A A ξ流产突然缩小:⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2115.0A A ξ第二章 非均相物系分离1. 恒压过滤方程:t KA V V V e 222=+令A V q /=,A Ve q e /=则此方程为:kt q q q e =+22第三章 传热1. 傅立叶定律:n t dAdQ ϑϑλ-=,dxdt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系:)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率:bt t AQ 21-=λ,或mA b tQ λ∆=4. 单层圆筒壁的定态热传导方程: )ln1(21221r r t t l Q λπ-=或m A b tt Q λ21-=5. 单层圆筒壁内的温度分布方程:C r l Qt +-=ln 2λπ(由公式4推导)6. 三层圆筒壁定态热传导方程:34123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-=7. 牛顿冷却定律:)(t t A Q w -=α,)(T T A Q w -=α8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数223μρβtl g Gr ∆= 9. 流体在圆形管内做强制对流:10000Re >,1600Pr 6.0<<,50/>d lk Nu Pr Re 023.08.0=,或kCp du d ⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=λμμρλα8.0023.0,其中当加热时,k=,冷却时k= 10. 热平衡方程:)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+=无相变时:)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=,若为饱和蒸气冷凝:)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数:21211111d d d d b K m ⋅+⋅+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程:212121211111d d R R d d d d b K s s m ⋅++⋅+⋅+=αλα 13. 总传热速率方程:t KA Q ∆=14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程:⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=--22111112211lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--22111122111lnp m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程:2221ln p m c q KAt T t T =--第四章 蒸发1. 蒸发水量的计算:110)(Lx x W F Fx =-=2. 水的蒸发量:)1(1x x F W -= 3. 完成时的溶液浓度:WF F x -=4. 单位蒸气消耗量:rr D W '=,此时原料液由预热器加热至沸点后进料,且不计热损失,r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热5. 传热面积:mt K QA ∆=,对加热室作热量衡算,求得Dr h H D Q c =-=)(,1t T t -=∆,T 为加热蒸气的温度,t 1为操作条件下的溶液沸点。
流体静力学方程式流体静力学是研究流体在静止状态下的力学性质的学科。
它是流体力学的一个分支,研究流体静止时的压力、密度、重力等因素对流体的影响。
本文将介绍流体静力学的方程式及其应用。
正文流体静力学方程式是描述流体静止时的力学行为的数学表达式。
主要包括两个方程式:流体静力平衡方程和流体连续性方程。
一、流体静力平衡方程流体静力平衡方程是基于力的平衡原理得出的。
它可以用来描述流体内外压力的均衡状态。
在一个封闭的容器中,流体的压力在各个方向上必须保持平衡。
这个平衡关系可以用以下方程式表示:P = ρg其中,P是压力场的梯度,ρ是流体的密度,g是重力加速度。
这个方程式表明流体中各个点的压力梯度与密度和重力加速度之间存在着一定的关系。
二、流体连续性方程流体连续性方程是基于流体质量守恒原理得出的。
它描述了流体在任意两个点之间质量的守恒关系。
对于一个不可压缩的流体(密度恒定),流体连续性方程可以用以下方程式表示:·v = 0其中,·v表示流体速度场的散度。
这个方程式表明流体在任意两个点之间的流量守恒,流出的质量等于流入的质量。
这两个方程式是流体静力学中的基本方程,通过它们可以计算流体静止时的压力分布和速度分布。
在实际的工程应用中,它们被广泛用于分析和设计涉及流体静力学的系统,如水坝、水管等。
总结起来,流体静力学方程式是描述流体静止时力学行为的基本数学表达式。
通过流体静力平衡方程和流体连续性方程,我们可以了解流体静态时的压力分布和速度分布,进而应用于实际工程中的设计和分析。
这些方程式为我们提供了深入理解流体静力学的基础,有助于我们更好地应对与流体静力学相关的问题。
流体静力学基本方程一、静止液体中的压强分布规律重力作用下静止流体质量力:X=Y=0,Z=-g代入 Zdz)Ydy (Xdx dp ++=ρ (压强p 的全微分方程)得:dp =ρ(-g )dz =-γdz积分得: p=-γz +c即: 常数=+γpz 流体静力学基本方程对1、2两点: γγ2211p z p z +=+结论: 1)仅在重力作用下,静止流体中某一点的静水压强随深度按线性规律增加。
2)自由表面下深度h 相等的各点压强均相等——只有重力作用下的同一连续连通的静止流体的等压面是水平面。
3)推广:已知某点的压强和两点间的深度差,即可求另外一点的压强值。
p 2=p 1+γΔh4)仅在重力作用下,静止流体中某一点的静水压强等于表面压强加上流体的容重与该点淹没深度的乘积。
观看录像: 水静力学 观看动画: 静水力学基本方程演示 >>二、静止液体中的压强计算自由液面处某点坐标为z 0,压强为p 0;液体中任意点的坐标为z ,压强为p ,则:γγ00p z pz +=+∴坐标为z 的任意点的压强 :p =p 0+γ(z 0-z ) 或 p =p 0+γh三、静止液体中的等压面静止液体中质量力――重力,等压面垂直于质量力,∴静止液体中的等压面必为水平面算一算:1. 如图所示的密闭容器中,液面压强p 0=9.8kPa ,A 点压强为49kPa ,则B 点压强为39.2kPa ,在液面下的深度为3m 。
四、绝对压强、相对压强和真空度的概念1.绝对压强(absolute pressure ):是以绝对真空状态下的压强(绝对零压强)为起点基准计量的压强。
一般 p =p a +γh2. 相对压强(relative pressure ):又称“表压强”,是以当时当地大气压强为起点而计算的压强。
可“+”可“– ”,也可为“0”。
p '=p-p a3.真空度(Vacuum ):指某点绝对压强小于一个大气压p a 时,其小于大气压强p a 的数值。