浙江大学：《化工原理》本科课程教学资源（PPT课件）第一章 流体力学基础（1.1-1.2）

幻灯片1目录 羹一章流体力学基 1.1几个概念 连续介质模型 流体的性质 流体所受到的力 1.2流体静力学方程及其应用 12.1静止流体所受的力 12,2流体静力学基本方程 123流体静力学基本方程的应用 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 /14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 1/14 幻灯片1目录 1.1 几个概念 一．连续介质模型 二．流体的性质 三、流体所受到的力 1.2 流体静力学方程及其应用 1.2.1 静止流体所受的力 1.2.2 流体静力学基本方程 1.2.3 流体静力学基本方程的应用

第一章流体力学基础 动量传递 流体/气体 三传热量传递 液体 质量传递 1.1几个概念 连续介质模型 把流体视为由无数个流体微团(或流体 质点)所组成,这些流体微团紧密接触, 彼此没有间隙。这就是连续介质模型。 流体微团(或流体质点): 宏观上足够小,以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点 同时微观上足够大,它里面包含着许许多多的分子,其行为已 经表现出大量分子的统计学性质。 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 2/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 2/14      质量传递 热量传递 动量传递 三传    液体 气体 流体 第一章 流体力学基础 1.1 几个概念 一．连续介质模型 把流体视为由无数个流体微团（或流体 质点）所组成，这些流体微团紧密接触， 彼此没有间隙。这就是连续介质模型。 流体微团（或流体质点）： 宏观上足够小，以致于可以将其看成一个几何上没有维度的点； 同时微观上足够大，它里面包含着许许多多的分子，其行为已 经表现出大量分子的统计学性质。 u

1.1几个概念 二.流体的性质 1.易流动性 流体不能承受拉力 2.压缩性 可压缩流体 不可压缩流体 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 3/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 3/14    不可压缩流体 可压缩流体 1.1 几个概念 二．流体的性质 1．易流动性 流体不能承受拉力 2．压缩性

1.1几个概念 流体的性质 3.密度用p表示,属于物性 影响因素:气体 种类、压力、温度、浓度 液体 种类、温度、浓度 获得方法:(1)查物性数据手册 (2)公式计算: 液体混合物: +-2 PM 气体:P RT PM 理想气体状态方程 浙江大学本科生课程 RT 化工原理 第一章流体力学基础 4/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 4/14 1.1 几个概念 3．密度 用表示，属于物性 获得方法：（1）查物性数据手册 （2）公式计算： 液体混合物： 气体： -------------理想气体状态方程 n n m a a a     = + ++ 2 2 1 1 1 RT PM  = RT PMm  m = 影响因素：气体----------种类、压力、温度、浓度 液体--------- 种类、温度、浓度 二．流体的性质

1.1几个概念 、流体所受到的力 如重力、离心力等,属 流体所受的才质量力 于非接触性的力 表面力 法向力 切向力 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 5/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 5/14    表面力 质量力 流体所受的力    切向力 法向力 三、流体所受到的力 1.1 几个概念 如重力、离心力等，属 于非接触性的力

1.2流体静力学方程及其应用 12.1静止流体所受的力 静止流体所受的质量力 静压力----法向压力 1.质量力 令单位质量流体的质量力为FB,其在xy、z方向 的分量大小分别为g、gy、g,则 Bm=8 i+g,j+g,k 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 6/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 6/14    静压力− − − −法向压力 质量力 静止流体所受的力 令单位质量流体的质量力为FBM ，其在 x、y、z 方向 的分量大小分别为 gx、gy、gz，则 F BM = gx i + g y j + gz k 1.2 流体静力学方程及其应用 1.2.1静止流体所受的力 1．质量力

12.1静止流体所受的力 2.静压力 单位面积上所受到的压应力称为压强,习惯上称之 为静压力,用符号p表示。 静压力各向同性 (1)压力单位 SI制中,N/m2=Pa,称为帕斯卡 lam(标准大气压)=1013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 7/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 7/14 2．静压力 单位面积上所受到的压应力称为压强，习惯上称之 为静压力，用符号p表示。 1.2.1静止流体所受的力 静压力各向同性 1atm（标准大气压） Pa mmHg m H2 O 5 = 1.01310 = 760 = 10.33 （1）压力单位 SI制中， N/m2 =Pa，称为帕斯卡

12.1静止流体所受的力 (2)压力大小的两种表征方法 绝压 表压以当地大气压为基准 表压=绝压一当地大气压 真空度=当地大气压一绝压 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 8/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 8/14    表压 绝压 ---以当地大气压为基准 表压= 绝压−当地大气压 真空度=当地大气压− 绝压 （2）压力大小的两种表征方法 1.2.1静止流体所受的力

12.,2流体静力学基本方程 p+(ap/az)da 作x方向力的平衡,有: Pgx dxdydz + pdydz (D+)=0 p+(ap/ay)dy →> p+(p/Ox )dx p 同理,有: Pg y ay =0 Paz az 哈密顿算子V=i+j+k PFBM -Vp=0 ox az -流体静力学微分方程式 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础 9/14

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 9/14 z p+( y x p p+(p/x)dx p p+(p/y)dy p p+(p/z)dz 作x 方向力的平衡，有: g dxdydz  x + pdydz ( ) = 0   − + dx dydz x p p = 0   − x p g x 同理，有： = 0   − y p g y = 0   − z p gz F BM − p = 0   哈密顿算子 x y z  +   +    = i j k 1.2.2 流体静力学基本方程 ------流体静力学微分方程式

中:g=g=0,g=-g opg 对连续、均质 且不可压缩流体, 0 p=常数 pg t 2gz+p=常数 c 广义压力 81+n1=82+p2 n2=+PB(1-z2 流体静力学方程 +(z,-z 1 pg Pg 静压头 浙江大学本科生课程 化工原理 第一章流体力学基础

浙江大学本科生课程 化工原理 第一章 流体力学基础 10/14 重力场中： gx =gy =0，gz = - g + = 0 dz dp g 对连续、均质 且不可压缩流体， =常数 gz + p = 常数 =  gz1 + p1 = gz 2 + p2 静压头 0 = 0   =   y p x p = 0   + z p g ( ) 2 1 2 1 z z g p g p = + −   广义压力 ( ) 2 1 1 2 p = p + g z − z 流体静力学方程 1 2 Z1 Z2