流体静力学基本方程式适用于

《化工原理》复习材料0绪论0.1单元操作所说的“三传”是指__动量传递___、___热量传递__和___质量传递__。

0.2任何一种单位制都是由__基本单位__和__导出单位__构成的。

0.3重力单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__力__。

0.4绝对单位制的基本单位是__长度__、__时间__和__质量__。

第一章 流体流动一、填空题1.1.流体静力学方程式仅适用于__连通着__的，__同一种连续__的，不可__压缩__静止流体。

1.2圆形直管内，流体体积流量一定，设计时若将d 增加一倍，则层流时h f 是原值的___16___倍；高度湍流时h f 是原值的___32___倍（忽略d ε变化的影响）。

1.3流量V q 增加一倍，孔板流量计的孔口速度为原来的____2__倍，转子流量计的阻力损失为原来的____1__倍，孔板流量计的阻力损失为原来的__4__倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的____2__倍。

1.4流体在圆形管道中做层流流动，如果只将流速提高一倍，则阻力损失为原来的___2___倍，如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的_0.25__倍。

1.5处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是__静止的___、_连通着的__、__同一种连续的液体__。

流体流动时，要测取管截面上的流速分布，应选用___皮托管______流量计测量。

1.6如果流体为理想流体且无外加功的情况下，单位质量流体的机械能衡算式为__常数=++ρp u gz 22_；单位重量流体的机械能衡算式为_常数=++gp g u z ρ22_；单位体积流体的机械能衡算式为___常数=++p u gz 22ρρ_。

1.7有外加能量时，以单位体积流体为基准的实际流体伯努利方程为__∑+++=+++f s h p u gz W p u gz ρρρρρρ2222121122___，各项单位为___Pa____。

流体: 在剪应力作用下能产生连续变形的物体称为流体。

如气体和液体。

流体的特征：具有流动性。

即●抗剪和抗张的能力很小；●无固定形状，随容器的形状而变化；●在外力作用下其内部发生相对运动。

在研究流体流动时，常将流体视为由无数流体微团组成的连续介质。

连续性的假设➢流体介质是由连续的质点组成的；➢质点运动过程的连续性。

流体的压缩性不可压缩流体：流体的体积如果不随压力及温度变化，这种流体称为不可压缩流体。

可压缩流体：流体的体积如果随压力及温度变化，则称为可压缩流体。

实际上流体都是可压缩的，一般把液体当作不可压缩流体；气体应当属于可压缩流体。

但是，如果压力或温度变化率很小时，通常也可以当作不可压缩流体处理。

流体的几个物理性质1 密度单位体积流体的质量，称为流体的密度，其表达式为ρ——流体的密度，kg/m3；m——流体的质量，kg；v ——流体的体积，m3。

影响流体密度的因素：物性（组成）、T、P通常液体视为不可压缩流体，压力对密度的影响不大（可查手册）互溶性混合物的密度最好是用实验的方法测定，当体积混合后变化不大时，可用下式计算：式中α1、α2、…，αn ——液体混合物中各组分的质量分率；ρ1、ρ2、…，ρn——液体混合物中各组分的密度，kg/m3；ρm——液体混合物的平均密度，kg/m3。

当压力不太高、温度不太低时，气体的密度可近似地按理想气体状态方程式计算：ρ＝M/22.4 kg/m3式中p ——气体的压力，kN/m2或kPa；T ——气体的绝对温度，K；M ——气体的分子量，kg/kmol；R ——通用气体常数，8.314kJ/kmol·K。

气体密度也可按下式计算上式中的ρ＝M/22.4 kg/m3为标准状态（即T0=273K及p=101.3kPa）下气体的密度。

在气体压力较高、温度较低时，气体的密度需要采用真实气体状态方程式计算。

气体混合物: 当气体混合物的温度、压力接近理想气体时，仍可用上述公式计算气体的密度。

流体流动知识点一、 流体静力学基本方程式或 注意：1、应用条件：静止的连通着的同一种连续的流体。

2、压强的表示方法： 绝压—大气压=表压 表压常由压强表来测量；大气压—绝压=真空度 真空度常由真空表来测量。

3、压强单位的换算：1atm=760mmHg=10.33mH 2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at4、应用：水平管路上两点间压强差与U 型管压差计读数R 的关系：处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体 二、定态流动系统的连续性方程式––––物料衡算式二、 定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式以单位质量流体（1kg 流体）为基准的伯努利方程：讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。

)(2112z z g p p -+=ρgh p p ρ+=0gRp p A )(21ρρ-=-常数常数=====≠ρρρρuA A u A u w s A 222111,常数常数======uA A u A u V s A 2211,ρ21221221///圆形管中流动,常数d d A A u u A ===ρf h u P gZ We u P gZ ∑+++=+++2222222111ρρ2、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式：3、可压缩流体,当Δp/p 1<20%,仍可用上式，且ρ=ρm 。

4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤，截面与基准面选取的原则。

5、流体密度ρ的计算：理想气体 ρ=PM/RT混合气体混合液体上式中：x vi ––––体积分率；x wi ––––质量分率。

6、gz 、u 2/2、p/ρ三项表示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。

∑h f 为流经系统的能量损失。

We 为流体在两截面间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。

输送设备有效功率Ne=We·w s ，轴功率N=Ne/η（W ）7、以单位重量流体为基准的伯努利方程, 各项的单位为m ： [m] 22112212g 22f P u P u Z He Z H g g gρρ+++=+++ 以单位体积流体为基准的伯努利方程,各项的单位为Pa ： []22e f a f f u W gh p h p p h ρρρρρ∆=+∆++∑∆=∑而2222222111u P gZ u P gZ ++=++ρρvn n v v m x x x ρρρρ+++= 2211f e H gu g p Z H +∆+∆+∆=22ρnwn w m w m x x x ρρρρ+++= 22112212112222f u u gZ P We gZ P h ρρρρρρ+++=+++∑3、流型的比较：①质点的运动方式；②速度分布，层流：抛物线型，平均速度为最大速度的0.5倍；湍流：碰撞和混和使速度平均化。

工程流体力学思考题赵汉中以下是工程流体力学思考题赵汉中的答案：1. 什么是流体的性质？流体有哪些基本特性？答：流体的性质是指流体所具有的物理特性，如密度、粘度、温度、压力等。

流体具有一些基本特性，如不可压缩性、连续性、流动性等。

2. 什么是牛顿流体和非牛顿流体？它们在流变行为上有何不同？答：牛顿流体是指遵循牛顿粘性定律的流体，其流变行为与剪切速率和剪切应力成正比。

非牛顿流体是指不遵循牛顿粘性定律的流体，其流变行为比较复杂，与剪切速率和剪切应力之间的关系可能不呈线性关系。

3. 什么是层流和湍流？它们在流动特性上有何不同？答：层流是指流体在流动过程中，各层之间相对滑动，没有相互混杂，其流动特性比较规律。

湍流是指流体在流动过程中，各层之间相互混杂，流动特性比较复杂，其流动规律比较难以预测。

4. 什么是伯努利方程？它适用于哪些场合？答：伯努利方程是指理想流体在重力场中作稳定流动时，其流速、压力和位置高度之间的关系的方程式。

它适用于不可压缩的理想流体在重力场中的稳定流动。

5. 什么是压强？压强有哪些单位？答：压强是指单位面积上所承受的压力大小。

压强的单位有帕斯卡、巴、大气压等。

6. 什么是伯努利定理？它适用于哪些场合？答：伯努利定理是指理想流体在重力场中作稳定流动时，其流速大的地方压强较小，流速小的地方压强较大。

它适用于不可压缩的理想流体在重力场中的稳定流动。

7. 什么是雷诺数？它的大小对流动特性有何影响？答：雷诺数是指流体流动中惯性力与粘性力之比。

雷诺数的大小对流动特性有很大的影响，当雷诺数较小时，流动比较规律；当雷诺数较大时，流动比较紊乱。

8. 什么是流体静力学的基本方程？它适用于哪些场合？答：流体静力学的基本方程是指流体处于静止状态时，其压强与位置高度和液体密度之间的关系方程式。

它适用于不可压缩的静止流体。

9. 什么是动量定理？它适用于哪些场合？答：动量定理是指作用在物体上的力和时间的乘积等于物体动量的改变量。

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。