1.静力学课件

1、第一章流体流动,知识目标 掌握流体流动的基本原理及规律 掌握流体的静力学方程和动力学方程(柏努利方程、连续性方程) 掌握流体流动阻力产生的原因 了解流量测量的原理和方法 能力目标: 能进行流动参数（如流量、流速、压力等）的测量 能进行适宜管径的设计 能进行管路输送相关问题的分析和计算（如流速的变化规律、压强的分布、设备安装高度、输送功率大小等）,流体流动是本门课程的重要基础,流体的输送：根据生产要求，往往要将这些流体按照生产程序从一个设备输送到另一个设备，从而完成流体输送的任务，实现生产的连续化。,压强、流速和流量的测量：以便更好的掌握生产状况。,为强化设备提供适宜的流动条件： 除了流体输送外

2、，化工生产中的传热、传质过程以及化学反应大都是在流体流动下进行的，流体流动状态对这些单元操作有较大影响。,流体的研究意义,流体流动的典型流程,计算内容： 流速、流量、压强、管径、功率等,流量计,阀门,贮槽,离心泵,贮槽,2）连续介质：流体由无数个流体微团（或流体质点）所组成，这些流体微团(质点)紧密接触，彼此没有间隙。,1）质点：是大量分子组成的一个集团。宏观上足够小，微观上足够大。,3）连续性的假设：质点的运动过程是连续的。,连续介质与质点的概念,第一节流体静力学基本方程,1-1-1有关的基本概念 一、密度 .定义,可压缩流体f(T,P) 不可压缩流体 f(T),.计算 A. 液体的密度：

3、常见纯液体的密度值可查必读教材附录 。 混合液体的密度，在忽略混合体积变化条件下：,B. 气体的密度 当可视为理想气体处理时 ：,二、流体的静压强 1定义 ： 2.压强的单位换算,.压强的表达方式：绝对压强，表压强，真空度,以绝对真空为基准绝对压强 绝强是流体的真实压强,为了防止混淆，对表压强、真空度应加以标注。,真空度= - 表压,压力表读数为表压 真空表读数为真空度,情景练习：,1-1-2 流体静力学基本方程,一、流体静力学基本方程表达式,使用条件： 直接使用于重力场中静止的，连续的同一种不可压缩流体,J/kg,二、推论 流体所具有的静压能和位能，静止时两项能量之和恒为常数且可相互转化。

4、等压面即等高面：在静止的、连续的同一种液体内，处于同一水平面上各点的静压强相等。 传递定律：液面上方压强改变时，液体内部各点的压强也以同样大小变化。-巴斯噶定理 压强或压强差的大小可用某种液体的液柱高度表示。,静力学方程式是反映静止流体中的能量守衡与转换定律。,三、流体静力学基本方程的应用 压强（压差）的测量 液封高度的计算 液位高度指示,情景练习：,8000.7+10000.6=1000h 解得h=1.16m,单管压力计 U型管压力计,1 、 压强与压强差的测量 (1)压力（压强）计,p1 + gh = pa + 0gR,绝压,表压 p1 pa= 0gR - gh,（2）压差计,U形压差计,

5、p3= p3 （等压面）,(水平管，Z1 =Z2 ),p1 - p2 = (0 - )gR,双液柱压差计,读数放大,1略小于2 , R ,p1 - p2 = (0 - )gR,解：根据流体静力学基本原理，截面a-a为等压面，则:pa=pa 又由流体静力学基本方程式可得: pa=p1gM pa=p2g（MR）Rgg 联立上三式，并整理得： p1p2=（g）gR 由于g，上式可简化为 p1p2gR 所以p1p210009.810.2=1962Pa,2、 液位测量,3、 液封高度的计算,控制设备内压力不超限或维持一定的真空度。,液封的目的,减压设备的液封装置 防止外界空气的漏入,例：为了控制乙炔发生炉内表压强不超过10670Pa，安装了如图所示的液封装置。问液封管应插入水面下多少米，才能保证气体不外逸。,2,1,1、流体静力学方程式反映静止流体内部压力变化规律；也反映了静止流体的能量守恒与转换关系。,2、静力学方程式应用条件是连续、静止、均质的不可压缩流体。 3、静力学方程应用关键