1、化化 学学 工工 程程 基基 础础第二章第二章 流体的流动与输送流体的流动与输送研究流体流动与输送的目的：1.确定流体输送所需的能量与设备；2.选择输送流体所需的管径；3.流体流量的测量与控制；4.研究流体流动形态和条件，作为强化设备和操作的依据化化 学学 工工 程程 基基 础础第二章第二章 流体的流动与输送流体的流动与输送重点:柏努利方程及应用 流体流动阻力损失核心核心化化 学学 工工 程程 基基 础础第一节第一节 流体静力学流体静力学 流体静力学是研究流体在外力作用下达到平衡的规律.本节内容本节内容：基本概念流体静力学方程静力学方程的应用重点重点化化 学学 工工 程程 基基 础础一、基本概
2、念一、基本概念1、流体：液体和气体称为流体。特征：具有流动性;无固定形状,随容器的形状而改变;在外力作用下,内部发生相对运动;连续性。分类理想流体实际流体理想液体:理想气体:具有黏性，流动时会产生摩擦阻力不可压缩,受热不膨胀流动时没有摩擦阻力:不具有黏性，流动时没有摩擦阻力化化 学学 工工 程程 基基 础础一、基本概念一、基本概念2、流体的密度、流体的密度：单位：kg/m3 是物质本身的物理性质之一，与温度、压力有关。1）液体的密度液体的密度：与温度有关,与压力无关（不可压缩液体）混合液体的密度混合液体的密度：VmnwnBwBAwAmxxx1式中：、各组分的密度 、各组分的质量分数ABwBxw
3、Ax单位体积流体具有的质量。混合后体积不变化化 学学 工工 程程 基基 础础004.22 TPPMTRTPM一、基本概念一、基本概念2）气体的密度）气体的密度：理想气体：理想气体：式中：M为物质的摩尔质量，R为气体常数气体混合物：气体混合物：或 nnBBAAmyMyMyMMnRTPV 000TVPTPV VnnVBBVAAmxxxRTPMmm混合后质量不变iy:摩尔分数Vix:体积分数式中化化 学学 工工 程程 基基 础础一、基本概念一、基本概念3、相对密度（比重）：、相对密度（比重）：给定条件下某一物质密度与另一参考物质的密度之比。一般取4时水的密度，此时也叫比重。4、比容（、比容（v）：）
4、：密度的倒数，即单位质量物料所具有的体积。单位：m3/kg21d2mVv1化化 学学 工工 程程 基基 础础一、基本概念一、基本概念5、压力（压强）：、压力（压强）：垂直作用于单位面积流体上力的大小，一般用p表示，单位为Pa（N/m2）。压力的表示法：（1）绝对压力：（2）表压：表压=绝压大气压（3）真空度：真空度=大气压绝压 绝压1绝压2表压真空度大气压绝对零压化化 学学 工工 程程 基基 础础二、静力学方程二、静力学方程例：在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶真空表读数为80kPa，在天津操作时，真空表读数应为多少？已知兰州地区平均大气压为85.3kPa，天津地区为101.33kPa。解：绝压
5、=85.3-80=5.3kPa 天津操作时，真空度为 101.33-5.3=96.03kPa化化 学学 工工 程程 基基 础础二、静力学方程二、静力学方程静力学方程是研究静止流体内部压力与位置之间的关系静力学方程是研究静止流体内部压力与位置之间的关系.1、静力学方程的推导、静力学方程的推导 受力分析受力分析液柱上面的压力液柱上面的压力 ，液柱自身的重力液柱自身的重力液柱下底面的压力液柱下底面的压力 ，液柱静止，受力平衡液柱静止，受力平衡Ap1)(21ZZgAgVmgAp2221112112)(pgZpgZghpZZgpp或（1）方向向下方向向下方向向上方向向上化化 学学 工工 程程 基基 础础
6、二、静力学方程二、静力学方程若将液柱的上底面取在容器的液面上，设液面上方的压强为pa，而液柱的下底面的压强为p，液柱的高度为h，则上式可改写为：（2）（1）（2）两式称为静力学方程式。ghppaghpppgZpgZghppa221112化化 学学 工工 程程 基基 础础二、静力学方程二、静力学方程2、讨论：、讨论：静止流体内任一点的压强p的大小与该点的深度有关，深度h越大，压强p越大；当液面压强pa发生发生变化时必将引起液体内各点压强发生同样大小的变化，即作用在器内液面上的压强能以同样大小传递到液体内其它任何一点（等量传递）；在静止的、连通的、同一液体内，处于同一水平面上的各点压强都相等，该水
7、平面称为等压面等压面；由静力学方程可得：说明压强或压力差可用一定高度的液柱表示（必须指明所用的液体）。)(1aappggpph化化 学学 工工 程程 基基 础础三、静力学方程的应用：三、静力学方程的应用：利用静力学基本原理可以测量流体的压力、容器中液位及计算液封高度等 压强与压强差的测量 测量压强的仪表很多,仅介绍两种以流体静力学基本方程式为依据的测压仪器.化化 学学 工工 程程 基基 础础U形管压差计形管压差计gRppgRgHppRHgppppAAiiAAAA)()(2121为等压面说明：（1）当gRp，ii时（2）一端接大气，即p2=pa(大气压)时，称为单液柱压差计，可用来测量液体在任一
8、处的压强（表压）。（测量气体的压强）化化 学学 工工 程程 基基 础础U形管压差计形管压差计化化 学学 工工 程程 基基 础础微压差计微压差计 特点：压差计内装有两种密度相近且不互溶的指示液A和C，而指示液C与被测流体B亦不互溶；U形管的两侧臂顶端装有扩大室，其截面积比U形管截面积大得多，因此当R发生变化时，小液室液面几乎不变。gRgHpgHpiii1221gRpppii)(21化化 学学 工工 程程 基基 础础例:采用如图所示的复式U形管压差计测定设备内C点的压力,压差计中的指示液为汞.两U管间的连接管内充满了被测流体水.两U形水银测压计中汞柱的读数分别为R1=0.3m,R2=0.6m.指示
9、液的其他液面与设备内C点的垂直距离如图所示,求C点压强.化化 学学 工工 程程 基基 础础解解:112ghppOHC321ppp143gRppHg54pp 62115)(2phhRgpOH276gRpppHga解得)(220815绝压PaPC化化 学学 工工 程程 基基 础础小小 结结1、压力的三种表示方法；2、静力学方程；3、等压面的概念。化化 学学 工工 程程 基基 础础习习 题题 某流化床反应器上装有两个U管压差计，如附图所示。测得 R1=400mm，R2=50mm，指示剂为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=50mm。试求A、B两处的表压强。
