化工原理少学时和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案.流体静力学PPT课件

1、流体静力学是研究流体在外力作用下的平衡规律，即研究流体在外力作用下处于静止或相对静止的规律。,1.2 流体静力学,1.2.1 静力学基本方程,重力场中对液柱进行受力分析：,（1）上端面所受总压力,（2）下端面所受总压力,（3）液柱的重力,设流体不可压缩，,方向向下,方向向上,方向向下,液柱处于静止时，上述三项力的合力为零:,静力学基本方程,压力形式,能量形式,讨论：,（1）适用于重力场中静止、连续的同种不可压缩性流体； （2）物理意义：,单位质量流体所具有的位能，J/kg；,单位质量流体所具有的静压能，J/kg。,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

2、保持不变 。,（3）在静止的、连续的同种流体内，处于同一水平面上各点的压力处处相等。压力相等的面称为等压面。例子：连通器。 （4）压力具有传递性：液面上方压力变化时，液体内部各点的压力也将发生相应的变化。,说明压力或压力差可用液柱高度表示，此为前面介绍压力的单位可用液柱高度表示的依据，但需注明液体的种类。,1.2.2 压强能和位能,1.2.3 静力学基本方程的应用,a. 简单测压管,b. U形测压管,设指示液的密度为 ， 被测流体的密度为 。,c. U形压差计,设指示液的密度为 ， 被测流体的密度为 。,A与A面 为等压面，即,而,所以,整理得,若被测流体是气体， ，则有,讨论：,（1）U形压

3、差计可测系统内两点的压力差，当将U形管一端与被测点连接、另一端与大气相通时。,表压,真空度,（2）指示液的选取： 指示液与被测流体不互溶，不发生化学反应； 其密度要大于被测流体密度。 应根据被测流体的种类及压差的大小选择指示液。,思考：若U形压差计安装在倾斜管路中，此时读数 R反映了什么？,R并不是真正的压差，而是虚拟压强之差。,d. 双液体U管压差计,扩大室内径与U管内径之比应大于10 。,密度接近但不互溶的两种指示 液A和C ；,适用于压差较小的场合。,e. 倒U形压差计,指示剂就是被测流体本身， 假如空气的密度为0,适用于压差较小的情况。,当所测量的流体压力差较小时，可将压差计倾斜放置，

4、即为斜管压差计，用以放大读数，提高测量精度 。 高压端设有扩张室,f. 斜管压差计,例.如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流体在某截面处的压力，直接在该处连接一U形压差计，,指示液为水银，读数 R250mm，m900mm。已知当地大气压为101.3kPa，水的密度1000kg/m3，水银的密度13600kg/m3。试计算该截面处的绝对压力。,例.如附图所示，蒸汽锅炉上装一复式压力计，指示液为水银，两U形压差计间充满水。相对于某一基准面，各指示液界面高度分别为,Z0=2.1m, Z2=0.9m, Z4=2.0m, Z6=0.7m, Z7=2.5m。 试计算锅炉内水面上方 的蒸汽压力。,g. 液位测量,（1）近距离液位测量装置,压差计读数R反映出容器 内的液面高度。,液面越高，h越小，压差计读数R越小；当液面达到最高时，h为零，R亦为零。,（2）远距离液位测量装置,管道中充满氮气，其密度较小，近似认为,而,所以,h. 液封高度的计算,液封作用： 确保设备安全：当设备内压力超过规定值时，气体从液封管排出； 防止气柜内气体泄漏。,液封高度：,例 远距离液位测定 为测量腐性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶今测