闽南科技学院：《食品工程原理》课程教学课件（PPT讲稿）第二章 流体流动（第二节 静止流体的基本规律）

概述2静止流体的基本规律3流体在管道内的流动目录CONTENTS流体流动现象流体在管内的流动阻力管路计算

概述 静止流体的基本规律 流体在管道内的流动 目 录 CONTENTS 1 2 3 4 流体流动现象 5 流体在管内的流动阻力 6 管路计算

第二节静正流体的基本规律流体静力学：研究流体在外力作用下达到平衡的规律。作用在流体上的力有质量力和表面力。质量力：作用于流体每个质点上的力，与流体的质量成正比例关系，如重力和离心力。表面力：作用于流体质点表面的力，其大小与表面积成反比，如压力和剪应力

第二节 静止流体的基本规律 流体静力学：研究流体在外力作用下达到平衡的规律。作用在流体上的 力有质量力和表面力。 质量力：作用于流体每个质点上的力，与流体的质量成正比例关系， 如重力和离心力。 表面力：作用于流体质点表面的力，其大小与表面积成反比，如压力 和剪应力

第二节静止流体的基本规律一、与流动相关的流体物理性质1.密度：单位体积的流体所具有的质量，p；SI单位kg/m。mP=V不同流体的密度不同，是压强和温度的函数，表示为：p=f(P，T)那么，前面讲过的流体的压缩性，从该表达式应如何来解释呢？可压缩性流体：p=f(P，T），如气体不可压缩性流体：p=f(T)，如液体

第二节 静止流体的基本规律 一、与流动相关的流体物理性质 1. 密度：单位体积的流体所具有的质量，ρ; SI单位kg/m3 。 V m  = 不同流体的密度不同，是压强和温度的函数，表示为：𝝆 = 𝒇(𝑷，𝑻) 那么，前面讲过的流体的压缩性，从该表达式应如何来解释呢？ 可压缩性流体：𝝆 = 𝒇(𝑷，𝑻），如气体 不可压缩性流体：𝝆 = 𝒇(𝑻)，如液体

第二节静正流体的基本规律气体密度的计算：理想气体在标准状况下的密度：p=22.4(kg/m3)M29例如：标况下率氛貌率度=1P013x10Pa2.4=273.2(kg/m3)而在操作条件下( T, P)的密度:p=Po×长×另外，由理想气体状态方程求得操作条件下（T，P）的密度：PV=nRTnMPVMPMm则:p=V-V-RTRTV混合物的密度：自学

第二节 静止流体的基本规律 气体密度的计算： 理想气体在标准状况下的密度：𝝆 = 𝑴 𝟐𝟐.𝟒 (𝐤𝐠/𝐦𝟑 ) 标况：P0=1.013×105 例如：标况下空气的密度： Pa，T0=273.2K 𝝆𝟎 = 𝑴 𝟐𝟐.𝟒 = 𝟐𝟗 𝟐𝟐.𝟒 = 𝟏. 𝟐𝟗(𝐤𝐠/𝐦𝟑 ) 而在操作条件下（T，P）的密度：𝛒 = 𝝆𝟎 × 𝑷 𝑷𝟎 × 𝑻𝟎 𝑻 另外，由理想气体状态方程求得操作条件下（T，P）的密度：PV=nRT 则：𝝆 = 𝒎 𝑽 = 𝒏𝑴 𝑽 = 𝑷𝑽𝑴 𝑹𝑻𝑽 = 𝑷𝑴 𝑹𝑻 混合物的密度：自学

第二节静止流体的基本规律2.比体积：单位质量流体的体积，V，m3/kg，数值上是密度的倒数，即V1V=mp3.流体静压强：垂直作用于流体单位面积上的压力称为流体的静压强，简称压强，即P=，S制单位：N/m2，即Pa，工程制：kgf/cm2.其它常用的压强单位：atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm、bar；流体柱高度（mmH,0，mmHg等）。单位换算关系为：1atm= 1.033kgf/cm2= 760mmHg= 10.33mH20=1.0133bar= 1.0133×105Pa1工程大气压（at)=1kgf/cm2=735.6mmHg=10mH,0=0.9807bar=9.807×10*Pa

第二节 静止流体的基本规律 2. 比体积：单位质量流体的体积，v，m3 /kg，数值上是密度的倒数，即 𝝂 = 𝑽 𝒎 = 𝟏 𝝆 3. 流体静压强：垂直作用于流体单位面积上的压力称为流体的静压强， 简称压强，即𝑷 = 𝑵 𝑨 ，SI制单位：N/m2，即Pa，工程制：kgf/cm2 . 其它常用的压强单位：atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm2 、bar； 流体柱高度（mmH2O，mmHg等）。单位换算关系为： 𝟏𝒂𝒕𝒎 = 𝟏. 𝟎𝟑𝟑𝐤𝐠𝒇/𝐜𝐦𝟐 = 𝟕𝟔𝟎𝐦𝐦𝐇𝐠 = 𝟏𝟎. 𝟑𝟑𝐦𝐇𝟐𝐎 = 𝟏. 𝟎𝟏𝟑𝟑𝐛𝐚𝐫 = 𝟏. 𝟎𝟏𝟑𝟑 × 𝟏𝟎𝟓𝑷𝒂 at f r Pa 4 2 2 1工程大气压（ ) =1kg /cm = 735.6mmHg =10mH O = 0.9807ba = 9.80710

第二节静正流体的基本规律根据压强的起量点不同，在工程计算中，压强有不同表示方法：绝对压强和相对压强。绝对压强：流体体系的真实压强称为绝对压强。是以绝对真空为基准的。表压强：压力表上读取的压强值为表压强。表压强-绝压-大气压。真空度：真空表上的读取的压强值为真空度。真空度-大气压-绝压=-表压

第二节 静止流体的基本规律 根据压强的起量点不同，在工程计算中，压强有不同表示方法：绝对压 强和相对压强。 绝对压强：流体体系的真实压强称为绝对压强。 是以绝对真空为基准的。 表压强：压力表上读取的压强值为表压强。表压强=绝压-大气压。 真空度：真空表上的读取的压强值为真空度。真空度=大气压-绝压=-表 压

第二节静止流体的基本规律绝对压强、真空度、表压强的关系为A表压强大气压强线绝对压强真空度B-绝对压强绝对零压线当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。如：4×103Pa（真空度）、200KPa（表压）

第二节 静止流体的基本规律 绝对压强、真空度、表压强的关系为 绝对零压线 大气压强线 A 绝 对 压 强 表 压 强 B 绝对压强 真空度 当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。如：4×103Pa（真空度）、 200KPa（表压）

第二节静止流体的基本规律二、流体静力学基本方程1.流体静压力：静正流体内部任何一点的压力：从各方向作用于某一点上的流体静压力相等；若通过该点指定一作用平面，则压力方向垂直于此面：在重力场中，同一水平面上各点的流体静压力相等，但随位置高低而变

第二节 静止流体的基本规律 二、流体静力学基本方程 1. 流体静压力：静止流体内部任何一点的压力： 从各方向作用于某一点上的流体静压力相等； 若通过该点指定一作用平面，则压力方向垂直于此面； 在重力场中，同一水平面上各点的流体静压力相等，但随位置高低而变

第二节静止流体的基本规律2.方程推导在1-1截面上受到垂直向下的作用：Fi=PiA在2-2截面上受到垂直向下的作用：F2=P2A小液柱本身所受重力：W=mg=pgv=pg(Zr-Z2)AZ小液柱处于静止状态，其合力为零，即F-022则:F2-F1-pg(Z}-Z2)A=0方程两边除以面积A得：—-pg(Z1-Z2)=0AAP2=P1+pg(Z1-Z2),令h=Z1Z2/则P2=P1+pgh

第二节 静止流体的基本规律 2. 方程推导 在1-1截面上受到垂直向下的作用：F1=P1A 在2-2截面上受到垂直向下的作用：F2=P2A 小液柱本身所受重力：W=mg=ρgv=ρg(Z1 -Z2 )A 小液柱处于静止状态，其合力为零，即∑F=0 则:F2 -F1 -ρg(Z1 -Z2 )A=0 方程两边除以面积A得：𝑭𝟐 𝑨 − 𝑭𝟏 𝑨 − 𝝆𝒈(𝒁𝟏 − 𝒁𝟐 ) = 𝟎 𝑷𝟐 = 𝑷𝟏 + 𝝆𝒈(𝒁𝟏 − 𝒁𝟐 )，令𝒉 = 𝒁𝟏 − 𝒁𝟐，则𝑷𝟐 = 𝑷𝟏 + 𝝆𝒈𝒉

第二节静止流体的基本规律若取液柱的上底面在液面上，并设液面上方的压强为P。，取下底面在距离液面h处，作用在它上面的压强为P，则P2=P，Pi=P。，则流体的静力学方程表达为：p = po + pghZ1P2Z2

第二节 静止流体的基本规律 若取液柱的上底面在液面上，并设液面上方的压强为P0，取下底面 在距离液面h处，作用在它上面的压强为P， 则P2=P，P1=P0，则流体的 静力学方程表达为： p = p0 + gh