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第一章 流体流动——流体及其性质
一、流体
可以流动的物体，分为气体和流体
化工原料、产品、中间体等多是流体
经常需要把流体从一处输送到另一处
流体输送关系到成本与效益
流体流动乃生活常见现象
二、流体输送方式
输送机械输送
高位槽输送
二、流体输送方式
压缩空气输送
真空抽料
二、流体输送方式
气力输送
真空抽料
三、流体的物理性质
气体：
1.无固定形状，没有固定体积。
2.可压缩（＜20%视为不可压缩）。
3.流动性。
液体：
1.无固定形状，有固定体积。
2.难以压缩。
3.流动性。
问题：气体与液体的区别是什么？
流体的流动对传热、传质以及反应过程有着重要的影响。
过程进行的好坏，动力的消耗及设备的投资都与流体的流动状况密切相关。
㈠ 流体的密度、相对密度和比容（比体积）
1. 流体的密度ρ
单位体积流体所具有的质量。 Kg/m3
影响密度的因素：温度、压力
不可压缩流体：流体种类和温度变化不受压力影响。
可压缩流体（气体）：受温度、压力影响大。
密度的获取方法：常用的查表 、查图 ，见附录
用比重计测得、换算
㈠ 流体的密度、相对密度和比容（比体积）
2. 气体的密度计算
理想气体
其中 R—8.314kJ/kmol·K ; M—kg/kmol
P—kN/m2 (kPa) ； T—K
㈠ 流体的密度、相对密度和比容（比体积）
2. 气体的密度计算
对于理想气体，若知道其状态1（p1，T1）下的密度ρ1，如何计算其在状态2（p2，T2）下的密度ρ2呢？
3. 混合物的密度计算
② 液体混合物:若混合前后体积不变
w—质量分率
以1m3混合物为基准
以1kg混合物为基准
已知纯物质的密度及混合物的组成，则
① 气体混合物：若混合前后压力与温
度变化不大时，
x — 摩尔分数
在压力不太高，温度不太低时，也可用下式计算
4. 相对密度
相对密度是一种流体的密度相对于另一种标准流体的密度的大小,是一个无量纲的量。对液体来说,常选277K 的纯水作为标准液体 (此时水的密度为1000kg/m3), 用S或d表示，又称比重。
例如：ρ油=800kg/m3 则d油(S油)=800/1000=0.8
d水银=13.6 则ρ水银=1000×13.6=13600kg/m3
5. 比容（比体积）
单位质量物质所具有的体积，以υ表示，也称质量体积、比容
2. 特性
① 垂直作用于器壁
② 在同一流体的相同水平面上各方向的压强相同
p
p
p
p
p
p
㈡ 流体的压力
1. 定义
流体垂直作用在单位面积上的力称为流体的压力强度，简称压强或压力。
在流体内部由于流体本身的重力而产生的垂直作用在单位面积上的力
㈡ 流体的压力
3.压力的单位及换算
法定单位：Pa，1Pa=1N/m2。
常用单位：如：物理大气压（atm）、工程大气压（at）、米水柱（mH2O）、毫米汞柱（mmHg）、巴（bar）等
换算关系：
1atm=1.013×105Pa=760mmHg=1.033at=10.33mH2O
1at=1kgf/cm2=9.81×104Pa=10mH2O=735.6mmHg
㈡ 流体的压力
4.压力的测量与表示
常用测量方法：
用压力表或真空表测量
比较直观、易读。
㈡ 流体的压力
4.压力的测量与表示方法
表示：绝对压力、表压力和真空度。
换算关系：表压强=绝对压强-大气压强
真空度=大气压强-绝对压强
PA,绝
PA（表）
P大气压
PB（真）
PB,绝
绝对零压线
大气压线
三者关系
㈢ 流体的黏度
1.黏性
u
u=0
y
x
y方向上的流体速度分布
不一定是线性分布的
为什么有分层流动的现象
？
流体内部质点相对运动时，能够产生阻碍这种运动的内摩擦力或粘滞力 的特性
dy
u+du
u
粘性
㈢ 流体的黏度
2.黏度 衡量流体黏性大小的物理量称为动力黏度或绝对黏度,简称黏度,用μ 表示，在SI制中的单位是Pa·s
c.g.s制中：dyn×s/cm2——泊（P）
厘泊（cP）
1Pa·s=10P=1000cP
获取方法：实验测定；查有关手册或资料、用经验公式计算
大多数气体的粘度远小于液体粘度
影响因素：体系、温度、浓度（压力的影响可忽略（气体））
㈢ 流体的黏度
2.黏度——混合物黏度的计算
气体混合物黏度计算 液体混合物黏度计算
已知摩尔分数、摩尔质量和纯组分的黏度
㈢ 流体的黏度
2.黏度——测定方法
它与绝对黏度μ、密度ρ的关系
有的仪器测定出来的计数为运动黏度，用 表示
单位是 m 2/s。
THE END
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