流体的基本性质 当流体受到外部切向力作用时,易于变形而产生流动。

P0 1atm
T0 273K
T0 P 0 TP0
T0 P 0 TP0
0
M 22.4mol / L
M T0 P 22.4mol/ L TP0
（b）混合气体 的求取
m
计算混合气体的密度，各组分在混合前后的质量 不变：
m iφi 1φ1 2φ2 nφn
p——气体的压力，N · m-2或Pa;
pM RT
T——气体的热力学温度，K ; M——气体的摩尔质量，kg· mol-1;
R——摩尔气体常数，8.314J· mol-1· K-1 ;
4
（a）单一理想气体 的求取
由理想气体状态方程：

PV nRT
m RT M
PM RT
PM 0 0 RT0
解:
绝压=大气压 - 真空度 = 85300 – 80000 = 5300[Pa] 真空度=大气压-绝压
=101330 - 5300 =96030[Pa]
4.
流体的流量和流速
（1）流量 V t
体积流量 qV ＝ 流量
m3/s kg/s
m q ＝ 质量流量 m t 摩尔流量 qn qm ＝ q V
2.1 流体的基本性质
什么是流体？
有哪些特征？
气体 流体 液体
1
流体的特征
1．易流动性 当流体受到外部切向力作用时，易于变 形而产生流动。 2．可压缩性 流体在外部温度和压力作用下，流体分 子间的距离会发生一定的改变，表现为流体 密度大小的变化。
工程上： 流体
可压缩流体
不可压缩流体
密度为常数
2
1．流体的密度 流体的密度—单位体积流体的质量。用 表示， 属于物性。

1
m

w w

1
1
2 2
wn

i
n

i
——混合物种各纯组分的密度
w ——混合物种各组分的质量分数
10

1
m
w w

1
1
2 2
0.6 0.4 7.285 10- 4 1830 998
流体的密度 小结 液体混合物： 气体：
1
m

w1
1

w2
2
14
2. 比体积
• 单位质量流体具有的体积，称为流体的 比体积 • 与流体密度互为倒数 ν=1/ρ
15
3．压力
（1） 流体的压强—流体垂直作用于单位面积上 的力，称为流体的压强，简称压强。用p表示，工 程上习惯称之为压力。
F P A
N [ 2 ][ Pa] m
(2) 压力的单位及转换 1. SI 单位 [ N/m2 ] [Pa] 2. 工程单位 [ kgf/cm2 ] —[ at ] —[mmHg] —[ mmH20]— [mH20]
——混合状态下各纯组分的密度
i
φ ——混合状态下各组分的体积分数
i
混合前后气体的质量相等
前提是：
ni Vi Pi yi ni Vi Pi
另外：
Mm Miφi M1φ2 M2φ2 Mnφn
6
例2 在盐酸制造过程中，氯化氢气体混合物（其中含25％ HCl；75％空气，均为体积百分数），在50oC及743mmHg (绝压)的条件下进入吸收塔，试计算气体混合物的密度。 解：已知 MHCl=36.5 M空气＝29，yHCl=0.25，yair=0.75 T=273+50=323K, P=743mmHg
表压＝绝对压-大气压 真空度＝大气压 - 绝对压
绝对压强以绝对零压作起点计算的压强，是 流体的真实强。 表压强压强表上的读数，表示被测流体的绝 对压强比大气压强高出的数值，即:
表压强＝绝对压强－大气压强
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真空度 真空表上的读数，表示被测流体的 绝对压强低于大气压强的数值，即: 真空度＝大气压强－绝对压强

wn
n
pM RT
----------理想气体状态方程
气体混合物： m iφi 1φ1 2φ2 nφn
pM m m RT
Mm Miφi M1φ2 M2φ2 Mnφn
13
(3)相对密度
定义：相对密度为流体密度与4℃时水的密度之比, 习惯称为比重。
——流体的密度，kg · m-3
m——流体的质量，kg
V——流体的体积，m3
影响因素：流体种类、浓度、温度、压力 密度一般从物化手册或相关资料中查得。
3
(1)气体的密度 ① 从手册中查得的气体密度往往是某一指 定条件下的数值 ② 一般当压强不太高（＜10atm）、温度 不太低（＞25℃）时，可按理想气体来处 理。
M m M1 y2 M 2 y2
Mm 22.4
T0 P TP0
Mm=30.875
m0
m0 1 y1 2 y2
1.14 kg/m3
9/
m m0
(2)液体的密度
① 实验方法测得
② 工业上测定液体密度最简单的方法使用 比重计/密度计。即测量相对密度。
③混合液体的密度（若体积变化不大）：
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1atm（标准大气压）=1.033at（工程大气压） =1.013105Pa =760mmHg =10.33mH2O
（3）. 压力的基准及表示形式 1.以绝对真空为基准 2.以当时当地压力为基准
实测压力 表压 大气压 绝对压 真空度 绝压（余压） 实测压力 绝对零压
图2-1 绝对压力、表压和真空度之间的关系
绝对压力
表现形式（基准不同）： 表压或真空度
为避免三者之间混淆，需标注如P(绝)、 P(表)、 P(真空度)
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例题：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？已知兰州地区的平均大气压85.3kPa， 天津地区为101.33kPa。
解：维持操作的正常进行，应保持相同的绝对压，根据兰 州地区的压强条件，可求得操作时的绝对压。
n mol/s t
qm ＝ M qn
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（2）流速 qV 体积流速 ……平均流速 u ＝ A m/s W＝u
流速
qm 质量流速 W＝ A
kg/(m2s)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
qm ＝ W A ＝ u A
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5、 流体的粘性与牛顿粘性定律
流体的粘性和内摩擦力 • 流体的粘性 流体在运动的状态下,有一种抗 拒内在的向前运动的特性。 • 流体的内摩擦力 运动着的流体内部相邻两 流体层间的相互作用力。是流体粘性的表现, 又称 为粘滞力或粘性摩擦力。 • 由于粘性存在，流体在管内流动时，管内任一 截面上各点的速度并不相同,如图所示。