南京林业大学：《化工原理》课程教学资源（PPT课件）第一章 流体流动

第一章 流体流动

1 第一章 流体流动

要求： 1.掌握流体静力学基本方程式及应用； 2.掌握连续性方程及应用； 3.掌握柏努利方程式及应用； 4.掌握流动阻力的计算； 5.掌握管路计算

2 要求： 1.掌握流体静力学基本方程式及应用； 2.掌握连续性方程及应用； 3.掌握柏努利方程式及应用； 4.掌握流动阻力的计算； 5.掌握管路计算

重点： 1.柏努利方程式及应用： 2.流动阻力的计算； 3.管路计算

3 重点： 1.柏努利方程式及应用； 2.流动阻力的计算； 3.管路计算

流体：液体和气体统称为流体。 在研究流体流动时，通常将流体视为由无数分 子集团所组成的连续介质，每个分子集团称为质点

4 流体：液体和气体统称为流体。 在研究流体流动时，通常将流体视为由无数分 子集团所组成的连续介质，每个分子集团称为质点

流体的特征是具有流动性。流体在流动过程中 具有一定的规律性，这些规律对化工生产具有一定 的指导作用，具体表现在以下几个方面： (1)流体的输送管径的确定、输送设备的负荷： (2)压强、流速和流量的测量为仪表测量提供依据： (3)为强化设备提供适宜的流动条件设备的操作效率 与流体流动状况有密切关系

5 流体的特征是具有流动性。流体在流动过程中 具有一定的规律性，这些规律对化工生产具有一定 的指导作用，具体表现在以下几个方面： （1）流体的输送 管径的确定、输送设备的负荷； （2）压强、流速和流量的测量 为仪表测量提供依据； （3）为强化设备提供适宜的流动条件 设备的操作效率 与流体流动状况有密切关系

1.1流体的物理性质 1.1.1流体的密度 1.定义：单位体积流体所具有的质量，kg/m3。 △m p= △V→0 2.求取： (1)一般可在物理化学手册或有关资料中查得，教 材附录中也列出某些常见气体和液体的密度

6 1.1 流体的物理性质 1.1.1 流体的密度 1.定义：单位体积流体所具有的质量，kg/m3 。 0 lim V m V   →  =  2.求取： (1)一般可在物理化学手册或有关资料中查得，教 材附录中也列出某些常见气体和液体的密度

(2)对理想气体，其密度与压强和温度有关。当实 际状态与手册中标明的状态不一致时，需校正。 实际上理想气体的密度可按下式计算： pM MTP RT 22.4TPo

7 (2)对理想气体，其密度与压强和温度有关。当实 际状态与手册中标明的状态不一致时，需校正。 1 1 1 T p Tp   = 实际上理想气体的密度可按下式计算： 0 0 22.4 pM MT p or RT Tp   = =

(3)对混合物的平均密度还需通过以下公式计算： 液体准合+ wn n 气体混合物 Pm=PaxA+Px+Pnxw Mm=M4y4+MayB+.+Mnya PA、PB: 纯组份A、B的密度，kgm3; XAxB:A、B的质量分数； xMxB:A、B的体积分数； yAyB:A、B的摩尔分数

8 (3)对混合物的平均密度还需通过以下公式计算： 1 wA wB wn m A B n x x x     = + + + m A vA B vB n vn m A A B B n n x x x M M y M y M y     = + + + = + + + Ａ、 Ｂ：纯组份A、B的密度，kg/m3； xwA、xwB：A、B的质量分数； xVA、xVB：A、B的体积分数； yA、yB： A、B的摩尔分数。 液体混合物 气体混合物

1.1.2 流体的粘度 1.牛顿粘性定律 流体在管内流动时，其速度分布规律为：靠 近管中心的速度较大，靠近管壁的速度较小（实 验可验证)

9 1.1.2 流体的粘度 1.牛顿粘性定律 流体在管内流动时，其速度分布规律为：靠 近管中心的速度较大，靠近管壁的速度较小（实 验可验证）

流体在圆管内流动时，在一定的条件下可视 为被分割成无数层极薄的圆筒，一层套一层，每层 称流体层，流体层上各质点的速度相等。 相邻两层中靠近管中心的速度较大，靠近管壁 的速度较小。前者对后者起带动作用，后者对前者 起拖曳作用，相邻流体层之间的这种相互作用称内 摩擦力

10 流体在圆管内流动时，在一定的条件下可视 为被分割成无数层极薄的圆筒，一层套一层，每层 称流体层，流体层上各质点的速度相等。 相邻两层中靠近管中心的速度较大，靠近管壁 的速度较小。前者对后者起带动作用，后者对前者 起拖曳作用，相邻流体层之间的这种相互作用称内 摩擦力