1、第二章流體流動(dòng)與輸送本意共貞本節(jié)共貞流體的最大特點(diǎn)是：其質(zhì)點(diǎn)幾乎有無(wú)限的流動(dòng)性，且?guī)缀蹩梢院翢o(wú)阻力地將其形狀分裂或改變。流體：液體一一不可壓縮氣體一一可壓縮在這里把壓縮性視為氣體與液體的主要區(qū)別點(diǎn)。1、流體靜力學(xué)研究流體流動(dòng)問題，不可能不涉及靜止流體的問題。流體靜止不過是流體運(yùn)動(dòng)的一種特殊形式。、基本概念1、密度單位體積流體所具有的質(zhì)量。用表示mkg/m3(1)氣體混合物的密度氣體具有壓縮性，它的密度隨壓強(qiáng)和溫度的不同差別很大。在溫度不太高、壓力不太大時(shí)，氣體的密度可近似地用理想氣體狀態(tài)方程式來處理。對(duì)于單一組分來說，PV=nRT=mRTMVmRTPMm既(2)VRT標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：T0=273K,

2、P0=101.3kPa,V0=22.4m3/kmol則RPoVl(n=1)代入上式To(3)PMTMPT。MPT。P0V0TV0PT224PT（3）式比（2）式用起來更為方便，且不易出差錯(cuò)。若為氣體混合物，其密度可按平均分子量求算，因?yàn)闅怏w中組分的含量為體積百分?jǐn)?shù)，也就是mol%。平均分子量Mm=M1X1+M2X2+代入（3）得,MmPT。m22.4P0T(4)2、比容單位質(zhì)量流體所具有的體積(5)比容與密度互為倒數(shù)，它多用于氣體。3、壓強(qiáng)液體垂直作用在單位面積上的力稱為壓強(qiáng)。pFA表示壓強(qiáng)的單位很多:在SI制中，壓強(qiáng)的單位是N/m2,稱為Pa。N=kgm/s2,共Egm2kg/ms2mms在

3、流體力學(xué)中，經(jīng)常用液柱高度表示壓強(qiáng)。Pa液柱的重力AhgP液柱底面積AhgPah旦米液柱g(6)另外還有：大氣壓、mmHg、mH?O、kgf/cm2等它們之間的關(guān)系1絕對(duì)大氣壓=101.325kPa=760mmHg=10.33mHO=1.033kgf/cm21工程大氣壓=100kPa=735.6mmHg=10mH2O=1kgf/cm2、壓強(qiáng)的表示方法A、絕對(duì)壓強(qiáng)凡是用絕對(duì)0壓(即絕對(duì)真空)作為起點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)，稱為絕對(duì)壓強(qiáng)B、表壓體系的壓強(qiáng)比大氣壓高出的部分稱為表壓。C. 表壓=絕對(duì)壓-大氣壓真空度體系的壓強(qiáng)低于大氣壓的部分測(cè)真空度體系內(nèi):絕對(duì)壓=大氣壓-真空度真空度=大氣壓-絕對(duì)壓靜止流體內(nèi)部

4、靜壓強(qiáng)的特點(diǎn):真空度是表壓強(qiáng)的負(fù)值。(1)、靜止流體內(nèi)部任意一點(diǎn)各個(gè)方向作用于它的壓強(qiáng)相等。(1) 、靜止流體內(nèi)部同一水平面上，各點(diǎn)靜壓強(qiáng)相等。1、基本方程式的推導(dǎo)P0fimgZiZ2f2基準(zhǔn)面取容器的底面液柱截面積=A向上作用的浮力=f2向下作用的力=fi液柱本身的質(zhì)量：mVA(ZiZ2)平衡時(shí)f2flmgfigA(ZiZ2),兩邊除以底面積f2&g(ZiZ2),P2Rg(ZiZ2)AAP2PiZiZ2hm液柱(7)g液柱本身的重力：mgVggA(Z1Z2)A上式即為流體靜力學(xué)基本方程式。它表示了：在靜止流體內(nèi)部任意一水平面上壓強(qiáng)的大小。2、基本方程式的使用條件(1) 、靜止的、連通的、同種

5、流體的內(nèi)部。(2) 、也適用于氣體。(雖然用液體導(dǎo)出)的變化氣體可壓縮，隨位置而變，但化工容器體積有限,可忽略，故對(duì)于氣體也適用。PaPa在同一水平面上，且連通的、靜止的、同種流體的內(nèi)部,PaPa?PbPb雖在同一水平面，又是連通的同種流體，但不是連通而又靜止的同一流體，PbPb、處于相對(duì)靜止的流體也適用，水槽的截面積遠(yuǎn)大于吸水管的截面，槽內(nèi)液位下降速度很小，可忽略，故槽內(nèi)液體叫做相對(duì)靜止。三、基本方程式的應(yīng)用舉例1、U型管壓差計(jì)對(duì)指示液A的要求與被測(cè)流體不互溶PaPiBg(hm),PaP2BgmAgh,PaPa整理得RP2hg(ab)(8)若被測(cè)流體為氣體，則AB,B可忽略，上式可變?yōu)?RP2hga對(duì)(8)式進(jìn)行討論,a、若PiP2一定，(即兩端壓差一定)(AB)h(AB)h在一般情況下，盡量使h保持一定的高度，這樣讀取數(shù)據(jù)時(shí)誤差小,且方便。B、若(PiP2)希望ha(PiP2)希望hac、通過(7)式的推導(dǎo)，可以看出與U的粗細(xì)無(wú)關(guān)U型管兩端的壓差顯示CBPlP2hg(ac)(9)推導(dǎo)：PaPib9cgRcghPaP2BgrcgRAgh,PaPaRcghP2AghPicghP2Agh微差壓差計(jì)主要用于測(cè)量系統(tǒng)兩端的微小壓強(qiáng)差。在相同的壓強(qiáng)差時(shí)，它的讀數(shù)h一般比U型管壓差計(jì)放大幾十倍。為了把測(cè)量誤差控制在12%,U的