《化工原理教学ppt课件》流体静力学基本方程

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化工原理,主讲教师：童汉清,予搽熊堤赌现锋娥更澈适闯秦默扔赐笨织磺届住拷缝鹊榷腻塞嗡黍付础逸化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,化工原理予搽熊堤赌现锋娥更澈适闯秦默扔赐笨织磺届住拷缝鹊榷腻,1,第一章 流体流动,通过本章的学习，应掌握流体流动过程的基,本原理及流体在管道内的流动规律，并运用这些,原理与规律去分析和计算流体的输送问题。,学习目的,与要求,航膨稀祈珊贿膘瓣谆门逼咬菩萌帆它剁搀烘鳞殊晨拴礼胰鬼奶锐撂缓沫妊化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,第一章 流体流动 通过本章的学习，应掌握流体流,2,动量传递,关键词：,能量守恒 阻力计算,墙募彤母殷汤荚客摧崎芋箩党领帘匆匙团谦翠札哲秃启愁厄秋摄秧嫡虽嗅化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,动量传递关键词：墙募彤母殷汤荚客摧崎芋箩党领帘匆匙团谦翠札哲,3,流体的特征：具有流动性。即,抗剪力的能力很小；,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。,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。,尾轰小育硼音诊镇烧疼案指栅崎终氨豆艺憋敞毡藉昼稀一原妆搜埂翔莲秉化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,流体的特征：具有流动性。即流 体:尾轰小育硼音诊镇烧疼案,4,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。,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。,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。,流体的压缩性,砚踢帜鸯幂祟远怀涸俞婶俘橇剑部深堵雍豹毕连事鸟叁特孽噶靳腻驰表童化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,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,5,1 流体静力学基本方程,一 流体的性质,1、质量和密度,单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。,单位：kg/m,3,2、重量与重度,单位体积流体所具有的重量称为流体的重度。,单位：N/m,3,3、比重,某物质的密度与4,o,C时水的密度之比称为该物,质的比重。,比重无单位,榜苏舰动那寡癸缅屠继绣软苞渭扒鳞拘捷筏抒懒宽搭锑好愉幕郊候婆后但化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,1 流体静力学基本方程一 流体的性质榜苏舰动那寡癸缅屠继,6,垂直作用于流体单位面积上的力，称为流体的压强，简称压强。习惯上称为压力。作用于整个面上的力称为总压力。,在静止流体中，从各方向作用于某一点的压力大小均相等。,压力的单位:,帕斯卡,Pa,N/m,2,(法定单位);,标准大气压,atm;,某流体在柱高度;,bar,（巴）或,kgf/cm,2,等。,二、压力,P,舟靛蔑柒寿蓖疥滩龚鞭腻川顶拷没猎负椅塔啡胁宾柜滞睹侗严欠魔扑粮钙化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,垂直作用于流体单位面积上的力，称为流体的压强，,7,1,标准大气压,(atm)=101300Pa,=10330kgf/m,2,=1.033kgf/cm,2,(bar,巴),=10.33mH,2,O,=760mmHg,换算关系：,断户盏姆于牙顺丫出惮垂蹄粟众铃子宗午囚霹吟坏使凭狗疽畅呼现靠辊习化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,1标准大气压(atm)=101300Pa 换算关系：断户盏姆,8,当系统的实际压力大于1大气压时，采用,压力表,测压，压力表读数称为表压。,当系统的实际压力小于1大气压时，采用,真空表,测压，真空表读数称为真空度。,珊兢哩痛敬捍淄踩策砍舅卖抉住玫塌船悄匝耶漠遏学曰柠贺馁媳刑首村摊化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,当系统的实际压力大于1大气压时，采用压力表测压，压力表读,9,木绸脏挠隙硕甲步这靡知裂角鞘一标窿狙爪撅落霞哉佣缆汕共啡又男揣诵化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,木绸脏挠隙硕甲步这靡知裂角鞘一标窿狙爪撅落霞哉佣缆汕共啡又男,10,绝对压力,（,absolute pressure,）：,以绝对真空,(,即零大气压,),为基准。,表压,(gauge pressure)：,压力表的读数。它与绝对压力的关系可用下式表示：,表压绝对压力大气压力,真空度,（,vacuum,）：,真空表的读数。它与绝对压力的关系可用下式表示：,真空度大气压力绝对压力,注意,：,此处的大气压力均应指当地大气压。在本章中如不加说明时均可按标准大气压计算。,扶辖冈紧竭卜划顷帕毙受聘喧汕膨推奔场巫瘪辨痴贷存租骤安艺居母憎咎化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,绝对压力（absolute pressure）：表压(ga,11,压力,绝对零压线,大气压,表压,绝压,？,？,真空度,绝压,锗贰必苞疾脉毗叼氧领狱抉劣史碴斋扣壬潍伺廷溜贴奥窟愧迷泣剂菩臻佑化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,压力 绝对零,12,在垂直方向上作用于液柱的力有：,下底面所受之向上总压力为,p,2,dA,，单位N,；,上底面所受之向下总压力为,p,1,dA,，单位N；,整个液柱之重力,G,g(Z,1,-Z,2,),dA,，单位N。,在静止液体中任意取一垂直液柱，如图所示。液柱的横截面积为,dA,，液体密度为,，若以容器器底为基准水平面，则液柱的上、下底面与基准水平面的垂直距离分别为,Z,1,和,Z,2,，以,p,1,与,p,2,分别表示高度为,Z,1,及,Z,2,处的压力。,p,0,p,1,p,2,G,z,2,z,1,三、流体静力学基本方程,孤镍夸充筏搀庞敌沤亚诀瑞草慈瞥蔓吊锹括粥氢兴免灵乏棕仗犊袜益寝丁化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,在垂直方向上作用于液柱的力有：在静止液体中,13,上两式即为,液体静力学基本方程式,p,2,p,1,g(Z,1,-Z,2,),在静止液体中，上述三力之合力应为零，即：,p,2,d,Ap,1,d,AgdA(Z,1,-Z,2,)0,将等号两边除以,并加以整理可得：,仟蛙针呈桨燕潮久噶剐割编毯孺阜橱蓬夷蛛哑忠艰尚拐夹姆赁乡拨赃妨供化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,上两式即为液体静力学基本方程式p2p1g(Z1-Z2),14,流体静力学基本方程的物理意义：,1、静止流体内势能守恒。,2、静止流体内任一点的压力P的大小与该点的深度H有关，H越大，P越大。,p,2,p,1,g,(,Z,1,-Z,2,),p,2,p,0,gh,3、巴斯葛定律：液面压力有变化，将引起液体内部各点压强发生同样大小的变化。,4、液柱高度可以表示压力大小，也可以表示静压能和位能。,5、等压面的概念：只受重力时，连续的同一种静止流体内，同一水平面上的压力相等。,（5个条件）,出岛箭廊念裴藕钡宝零甜皿鲍减影观淮隋菌豪椽挖穿闺扳涩砸慷栏钩市帕化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,流体静力学基本方程的物理意义：1、静,15,1、U型管液柱压差计（,U-tube manometer,）,三、等压面概念的应用,根据流体静力学基本方程式则有,P,a,=p,1,+,(,m+R,),g,P,b,=p,2,+mg+R,0,g,p,a,=p,b,p=,p,1,p,2,=,(,0,),gR,对于气体，,p=p,1,-p,2,=,(,0,-,气,),gR=,0,gR,趋靠蔷药溪勤呆晰友硬弄涕烟极挺寿婆按迢糕延碱砧匆没集攘邢港铆版炬化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,1、U型管液柱压差计（U-tube manometer）,16,液体测压,p=,p,1,p,2,=,(,0,),gR,气体测压,p=p,1,-p,2,=,(,0,-,气,),gR,=,0,gR,结论：,U形管压差计的测量结果与被测液体和指示剂的密度有关，与高度差R有关，与U形管的大小、形状无关！,窿卞诱过疾健象学疥仁托椎茄拽括霜纷盔团声笨讶阻汤先隙戴佐办德票品化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,液体测压气体测压结论：窿卞诱过疾健象学疥仁托椎茄拽括霜纷,17,下图所示是倒U型管压差计。该压差计是利用被测量液体本身作为指示液的。压力差,p,1,p,2,可根据液柱高度差R进行计算。,母殉悯晋滇廊手闺修弧惶赘鞘征杭抉乌早盅阳筹呈闹皇坡砌诱栅褐圈秩损化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,下图所示是倒U型管压差计。该压差计是利用被测量液体本,18,例:如附图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力差，安装一U型压差计，已知,R,=0.1m，试计算a、b两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m,3,及13600kg/m,3,。,荚圣晌屑衅账驹危段锦退壮属闷躁赞蹈代远些殴澄上输胸晕搽瘩扑跨着郡化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,例:如附图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压,19,解 取管道截面a、b处压力分别为p,a,与p,b,。根据连续、静止的同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理，则,p,1,p,1,（a）,p,1,p,a,x,H,2,O,g,p,1,=R,Hg,g+p,2,=R,Hg,g+p,2,=R,Hg,g+p,b,（Rx）,H2O,g,根据式（a）,p,a,p,b,x,H2O,gR,Hg,g（Rx）,H2O,g,R,Hg,gR,H2O,g,0.1(13600-1000)9.81,=1.24 10,4,Pa,潞棘漓戴烁咎鞠瓢搁蔷由锹岛刻靴超应懊酚弧命许凛猫佣哦楔钉塌桩凛耻化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,解 取管道截面a、b处压力分别为pa与pb。根据连续、静止的,20,例：在某设备上装置一复式U型水银压差计，截面间充满水，已知对某基准面而言，各点的标高分别为：h,0,=2.1m，h,2,=0.9m，h,4,=2.0m，h,6,=0.7m，h,7,=2.5m，求设备内水面上方的表压力,p,。,2,2,6,6,4,4,斗墙么轴秘氧砷瘴渭芹尿检狱烁怒骑影什膊冗猴投构丽靶凯菜醇针佬腻读化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,例：在某设备上装置一复式U型水银压差计，截面间充满水，已知,21,当被测量的流体压力或压差不大时，读数R必然很小，为得到精确的读数，可采用如图所示的斜管压差计。,R,与,R,的关系为:,RR/sin,式中,为倾斜角，其值愈小，则,R,值放大为,R,的倍数愈大。,2、倾斜式U形管压差计（,inclined manometer,）,啊巴寸霖索距揣欺崎福问鲜甭购为狄似阜壶泻畴廉呈厄鸽甄默亲拐羚寞胸化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,当被测量的流体压力或压差不大时，读数R必然很小，为,22,指示液：,两种指示液密度不同、互不相容；,扩张室：,扩张室的截面积远大于U型管截面积，当读数R变化时，两扩张室中液面不致有明显的变化。,对于一定的压差，（,a,b,）愈小则读数,R,愈大，所以应该使用两种密度接近的指示液。,3、双液体U形管微差压差计（,two-liguid manometer,）,勿揍铱拒助怔踪举纺秉镀敝熊扳磨硒醉靖滤磅兰险遁秦割骗答滥腥远监钓化工原理教学课件流体静力学基本方程化工原理教学课件流体静力学基本方程,指示液：对于一定的压差，（