化工基础课第三章 流体流动及流体输送设备
【例X3-6】
p1 pa z1 0 u1 0
p真
抽真空
p2 pa p真
u2
z2 1.5m
pa
1.5m 1 1
2
2
B
4V 3 3600 1.18m s 2 2 d 0.785 0.03
A
2 hf 5.5u2 5.5u2
2 u2 2 p真 z2 g 5.5u2 2
提示： PV=nRT
ZYNC 化学系
② 混合流体密度的计算：
1/ m 1 / 1 1 / 1 n / n
1, 2 n 各纯组分流体的密度，kg·-3 m
1,2 n
各组分流体的质量分数
③ 混合气体密度的计算
m 11 22 nn
y
y
y
经实验证明，此时： 引入比例系数μ，有：
u F A y
u F A y
ZYNC 化学系
⑵ 粘度
: 单位：Pa· s，泊P：g· cm
ν /
-1· -1 s
⑶ 运动粘度：
单位：m2· -1，沲st：g· -1· -1 s cm s
⑷ 内摩擦应力或剪应力 ：单位面积上的内摩擦力。 F 即： A
化工基础 第三章 流体流动及流体输送设备
Chapter 3 Flow Transfer
一．研究流体规律的意义
1、化工生产产品工艺中所涉及的物料大都是流体 2、 化工生产所涉及的过程：
大部分在流动条件下进行。设备之间、工序之间均采用管道联 接，都和流体的流动与输送有关。 流体的输送为“三传一反”中的“动量传递”过程 三传：动量、热量、质量传递 一反：化学反应器
ZYNC 化学系
⑶ 表压(gauge pressure) 、真空度（degree of vacuum）
测定压力 表 压 绝对压力 大 气 压 压 大 气 压 压 真空度 测定压力 绝对压力 绝对真空：绝对压力（为零） 测定压力＞大气压 测定压力＜大气压
表压=绝对压力－大气压力
真空度=大气压力－绝对压力
⑵实际流体流动过程的能量衡算
实际流体输送过程中存在：流体输送机械输入功He、 摩擦阻力损失Σhf
2 u12 p 1 u2 p2 z1 He gz2 hf 2 2
——此式为柏努利方程的最常用形式
ZYNC 化学系
4.流体流动规律的举例
h
He
f
包括所选截面间全部管路阻力损失 输送单位质量流体所需加入的外功， 是决定流体输送机 械的重要数据。
根据式（3-2）： 28.96 273 9.81104 m 0.916kg m3 22.4 373 1.01325 105
ZYNC 化学系
2．比体积(specific volume)
物理意义： 单位质量流体所具有的体积。 表达式：
1/
流体的比体积，m3· -1 kg 流体的密度，kg·-3 m
∴绝对压力=大气压力+表压
进口绝对压力P1=760-220=440 mmHg=7.2×104 Pa 出口绝对压力P2=1.033+1.7=2.733kgf=2.68×105 Pa
ZYNC 化学系
4．流量和流速
⑴ 流量： ①体积流量qv 单位时间内流体流经管道任一截面的体积，m3· -1 s ②质量流量qv
取空气在标准状况下的平均分子量为Mm=28.9 实际操作状态下空气的密度为：
28.9 273 2 1.79kg m 3 22.4 273 120 1
u 1.79 14.54 26.03kg s m
1
2
ZYNC 化学系
5．粘度(viscosity)
T qV qV0 T0
p0 273 120 1 3 1 630 453m h 273 2 P
ZYNC 化学系
qV qV 453 / 3600 u 14.54m s 1 2 d2 A 105 /1000 3.14 4 4
所选的两个截面应尽可能是已知条件最多的截面， 而待求的参数应在两截面上或在两截面之间。
计算重力位能的基准水平面可任取，基准面处流体 的重力位能为零。所以若使两计算截面之一为基准面可 使方程简化。
求解方程时应注意各项单位的一致性（J/kg 或 Pa）。
ZYNC 化学系
【例X3-6】
容器 B 内保持一定真空度，溶液从敞 口容器 A 经内径 为30mm导管自动流入容 器 B 中。容器 A 的液面距导管出口的高 度为 1.5m，管路阻力损失可按 hf = 5.5u2 计算（不包括导管出口的局部阻 力），溶液密度为 1100kg/m3。
P P2 gR 1 Z1 Z2 i g i g
P P P ( i ) gR 2 1
若管路输送的流体的质量流量为 w（kg/s），则输送流体所需供 给的功率（即流体输送机械的有效功率）为：
N e He qm
如果流体输送机械的效率为，则实际消耗的功率即流体输送机 械的轴功率为： N e He qm N
ZYNC 化学系
应用柏努利方程进行计算的一般原则
应用柏努利方程时，首先应根据具体问 题在流体流动系统中确定衡算范围，也就是 确定列出柏努利方程的两截面位置。
⑴ 密度的物理意义：单位体积的流体所具有的质量。 表达式：
＝m/v
ρ：流体的密度，kg·-3 m m：流体的质量，kg V：流体的体积，m3
ZYNC 化学系
⑵ 密度计算： ① 气体密度用理想气体状态方程进行计算：
PM RT
T0 P 0 TP 0
MT0 P 22.4TP0
思考：如何推导
u F A y
u y
ZYNC 化学系
3.2 流体流动的基本规律
1.定态流动和非定态流动
2.流体定态流动过程的物料衡算---连续性方程 3.流体定态流动过程的能量衡算---柏努利方程
ZYNC 化学系
1.定态流动和非定态流动
⑴ 定态流动：
u、p、 等参数与位置有度，kg·-3 m
1,2 n 各组分的体积分数
ZYNC 化学系
例题 X3-1
已知硫酸与水的密度分别为1830kg.m-3与998kg.m-3，试求 含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度。
解： 根据式（3-3）
0.6 0.4 4 4 (3.28 4) 10 7.28 10 m 1830 998 1
ZYNC 化学系
例题X3-3
某台离心泵进、出口压力表读数分别为220mmHg（真空度） 及1.7kgf/cm2，若当地大气压力为760mmHg，试求它们的绝对 压力各为若干。
解： 离心泵进口处压力表读数为真空度、出口压力压力表读数为表压
真空度=大气压力-绝对压力
表压=绝对压力-大气压力 ∴
∴绝对压力=大气压力-真空度
⑵ 非定态流动
u、p、 等参数与位置、时间均有关
ZYNC 化学系
ZYNC 化学系
ZYNC 化学系
2.流体定态流动过程的物料衡算---连续性方程
⑴ 推导：
定态流动时，单位时间内通 过流动系统任一截面的液体 的质量应相等： qm， qm， 即 1u1s1 2u2 s2 1 2 推广到任一截面有：
3.4管内流体的阻力 3.5 流体输送机械 ZYNC 化学系
3.1 流体的基本性质
1．密度（density） 2．比体积(specific volume)
3．压力(pressure)
4．流量和流速（flow and flow rate） 5．粘度(viscosity)
ZYNC 化学系
1．密度（density）
qm 1u1S1＝2u2 S2 nun Sn =常数
A B
对于不可压缩流体， =常数 1 2
qv u1s1 u2 s2＝ un sn
ZYNC 化学系
例X3-5
某液体在一管路中稳定流过，若将管子直径减小一半， 而流量不变，则液体的流速为原流速的多少倍? 解：
w qm / S u
ZYNC 化学系
例题X3-4
以内径为105mm的钢管输送压力为2atm、温度为120℃的空 气。已知空气在标准状态下的体积流量为630m3· -1，试求此空 h 气在管内的流速和质量流程。
解： 依题意将空气在标准状态下的流量换算为操作状态
下的流量。因压力不高，可应用理想气体状态方程 计算如下：
p真
抽真空
2
2
pa
1
1.5m 1
B
试计算：送液量每小时为 内应保持的真空度。
3m3
时，容器 B
A
解：取容器A的液面1-1截面为基准面，导液管出口为2-2截面，在 该两截面间列柏努利方程，有
p1
2 u12 p2 u2 z1 g z2 g h f 2 2
ZYNC 化学系
粘性是流体内部摩擦力的表现，粘度是衡量流体粘 性大小的物理量。粘度↑，流动性↓ 以圆形管为例：可将流动的流体看成分割成无数极薄 的圆和筒层，相邻两层之间的相互作用力便是流体的内 摩擦力。
ZYNC 化学系
⑴ 粘度μ的物理意义：
设有上、下两块平行放置、 面积很大、相距很近的夹板，板 间充满流体，下板固定，以一推 动力F推动上平板以u恒速运动。
2 mu12 mp 1 u2 mp2 mgz1 mgz2 m 2 2 2 u12 p1 u2 p2 即：z1 z2 2g g 2g g
2
z：位压头
1
u2、p2
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流体流动与输送(课件)
人机交互界面
设计友好的人机交互界面，方便 操作人员对流体流动与输送设备
进行监控和操作。
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流体流动与输送(课 件)
目 录
• 流体流动基础 • 流体动力学 • 流体输送设备 • 流体输送工艺 • 流体流动与输送的优化设计
01
流体流动基础
流体的定义与分类
总结词
流体的定义与分类
详细描述
流体是指在受外力作用下，能够流动的物质。根据流体是否具有粘性，可以将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。 牛顿流体是指在剪切力作用下，其剪切应力与剪切速率成正比的流体，如水和空气等；非牛顿流体是指在剪切力 作用下，其剪切应力与剪切速率不成正比的流体，如高分子溶液、悬浮液等。
。
流体流动的能量损失
流动损失的原因
介绍了流体在流动过程中由于摩擦和局部阻力所造成的能量损失 。
流动损失的计算
提供了计算流体流动损失的方法和公式。
减小流动损失的措施
介绍了一些减小流体流动损失的措施和技术，如减小流道粗糙度 、采用减阻剂等。
03
流体输送设备
泵
离心泵
利用离心力使流体获得 能量，从而克服管道阻 力，实现液体的输送。
重力输送
利用重力将粉体从一个地方输送到 另一个地方，常用于高度落差较大 的情况。
05
流体流动与输送的优化设 计
流体流动与输送的能效优化
01
02
03
节能设计
通过优化流体输送管道的 结构和材料，降低流体输 送过程中的阻力，减少能 量损失，提高能效。
高效泵送技术
采用高效、低能耗的泵送 设备，提高流体输送的效 率，降低运行成本。
管道输送
通过管道将液体从一个地方输 送到另一个地方，具有输送效
流体流动习题课
2 1
2 2
实际流体流动过程中的柏努利方程
2 m u12 m p1 m u2 m p2 m gz m Qe m We m gz2 m Wf 1 2 2
2 u12 p1 u 2 p2 或 : gz1 Qe We gz2 Wf 2 2
实验证明，流体在管内稳定流动时，当Re≤______时， 流动类型为滞流，滞流时的摩 擦系数λ与______成反比， 而与管壁的_______无关；湍流时，当Re一定，则λ随 ε/d的增加而_________。
2000；Re；粗糙度；增大
P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单 位____流体所具有的静压能，称为__________。
5．离心泵吸入口压强为30 KPa，当地大气 压强为100 KPa，则泵吸入口真空表的读数 为 。 A．130 KPa B．70 KPa C．65 KPa B D．30 KPa 6．可压缩流体在等径水平直管中流动时，下 列说法正确的是 。 A．流体的平均流速为定值； B B．流体的质量流量为定值； C．流体的体积流量为定值； D．流体的体积流量、质量流量均为定值。
qv , m / h
3
例：水在一倾斜管中流动，如附图所示， 已知压差计读数为200mm，试问测量段 的阻力为多少？ 解：在两测压孔之间列柏努利方程式：
u P u P2 1 z1 z2 Hf 2 g g 2 g g
2 u12 u2 P P2 H f ( z1 z2 ) ( ) ( 1 ) 2g 2g g g
连通的、同一液体、同一水平面。
某液体在套管环隙内流动，大管规格为φ56×3mm，小 管规格为φ30 ×2.5mm,液体粘度为1mN· 2，密度为 s/m 1000kg/m3，流速为1m/s则该液体在套管环隙内流动 的Re=_________。
化工基础第3章流体流动过程及流体输送设备
p— 气体压力 kN· m-2 或 kPa；T— 气体温度 K； M—气体摩尔质量 g· mol-1；R—气体常数J· mo1-1· K1
化工生产中所遇到的流体，往往是含有多个组
分的混合物。对于液体混合物，各组分的浓度常用 质量分数表示。
1 W 1 W 2
M
1
2
Wn
n i
意义：剪应力的大小与速度梯度成正比。 描述了任意两层流体间剪应力大小的关系。 物理意义:
du dy
— 动力粘度，简称粘度
平板间的流体剪应力与速度梯度
[μ]=[τ/(du/dy)]=(N· m-2)/(m· s-1· m-1)=N· s· m-2=Pa· s
1 P=100cP（厘泊）=10-1Pa· s 流体的粘度还用粘度 μ与密度ρ的比值来表示，称为 运动粘度，以v表示之： v =μ/ρ
压力有两种表达方式。一是以绝对零压为起点 而计量的压力；另一是以大气压力为基准而计量的 压力，当被测容器的压力高于大气压时，所测压力
称为表压，当测容器的压力低于大气压时，所测压
力称为真空度。
两种表达压力间的换
算关系为 表压=绝对压力-大气压力 真空度＝大气压力-绝对压力
用图3—1来表示其关系
流体压力的重要特性: ① 流体压力处处与它的作用面垂直,并且总是 指向流体的作用面 ② 流体中任一点压力的大小与所选定的作用面 在空间的方位无关
E入 = E出
即 mgZ1+m u12/2+p1m/ρ=mgZ2+m u22/2+p2m/ρ
对于单位质量流体，则： gZ1+ u12/2+p1/ρ=gZ2+u22/2+p2/ρ 对于单位重力（重力单位为牛顿）流体，有： Z1+ u12/(2 g)+p1/(ρg) =Z2+u22/(2g)+p2/(ρg) 工程上，将单位重力的流体所具有的能量单位为 J· N-1，即m，称为“压头”，则Z、u2/(2g)和p/(ρg)分 别是以压头形式表示的位能、动能和静压能，分别称 为位压头、动压头和静压头。 使用压头形式表示能量时，应注明是哪一种流体，
化工生产中所遇到的流体，往往是含有多个组
分的混合物。对于液体混合物，各组分的浓度常用 质量分数表示。
1 W 1 W 2
M
1
2
Wn
n i
意义：剪应力的大小与速度梯度成正比。 描述了任意两层流体间剪应力大小的关系。 物理意义:
du dy
— 动力粘度，简称粘度
平板间的流体剪应力与速度梯度
[μ]=[τ/(du/dy)]=(N· m-2)/(m· s-1· m-1)=N· s· m-2=Pa· s
1 P=100cP（厘泊）=10-1Pa· s 流体的粘度还用粘度 μ与密度ρ的比值来表示，称为 运动粘度，以v表示之： v =μ/ρ
压力有两种表达方式。一是以绝对零压为起点 而计量的压力；另一是以大气压力为基准而计量的 压力，当被测容器的压力高于大气压时，所测压力
称为表压，当测容器的压力低于大气压时，所测压
力称为真空度。
两种表达压力间的换
算关系为 表压=绝对压力-大气压力 真空度＝大气压力-绝对压力
用图3—1来表示其关系
流体压力的重要特性: ① 流体压力处处与它的作用面垂直,并且总是 指向流体的作用面 ② 流体中任一点压力的大小与所选定的作用面 在空间的方位无关
E入 = E出
即 mgZ1+m u12/2+p1m/ρ=mgZ2+m u22/2+p2m/ρ
对于单位质量流体，则： gZ1+ u12/2+p1/ρ=gZ2+u22/2+p2/ρ 对于单位重力（重力单位为牛顿）流体，有： Z1+ u12/(2 g)+p1/(ρg) =Z2+u22/(2g)+p2/(ρg) 工程上，将单位重力的流体所具有的能量单位为 J· N-1，即m，称为“压头”，则Z、u2/(2g)和p/(ρg)分 别是以压头形式表示的位能、动能和静压能，分别称 为位压头、动压头和静压头。 使用压头形式表示能量时，应注明是哪一种流体，
《流体输送设备》课件
控制系统 的组成： 包括传感 器、控制 器、执行 器等
传感器的 作用：检 测流体输 送设备的 运行参数， 如压力、 温度、流 量等
控制器的 作用：根 据传感器 检测到的 参数，控 制执行器 的动作， 实现对流 体输送设 备的控制
执行器的 作用：根 据控制器 的指令， 执行相应 的动作， 如调节阀 门开度、 改变泵转 速等
输送和储存
食用油输送： 使用流体输送 设备进行食用 油的输送和储
存
其他行业的应用案例
食品行业：输送牛奶、果汁、饮料 等 化工行业：输送化学原料、溶剂等
制药行业：输送药物、疫苗等
石油行业：输送原油、成品油等 建筑行业：输送混凝土、砂浆等 农业行业：输送肥料、农药等
01
流体输送设备的常见问题及解决方 案
流体输送设备的应用领域
石油化工行业：输送原油、成品油、天然 气等
食品饮料行业：输送果汁、牛奶等
电力行业：输送冷却水、循环水等
制药行业：输送药物、试剂等
冶金行业：输送铁矿石、钢水等
环保行业：输送污水、污泥等
流体输送设备的发展趋势
智能化：设备将具备自我诊断、自我调整和自我修复功能 节能化：设备将更加注重节能降耗，提高能源利用效率 环保化：设备将更加注重环保，减少对环境的污染 集成化：设备将更加注重集成化，提高设备的集成度和自动化程度
公司
流体输送设备PPT 课件大纲
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目录
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01
流体输送设备概述
02
流体输送设备的工作原理
03
流体输送设备的组成结构
04
流体输送设备的安装与调试
05
流体输送设备的应用案例
第三章 化工基础流体流动过程与输送设备练习题
第三章流体流动过程及输送设备练习题一、填空题：1.牛顿粘性定律用内摩擦力的表达式为_____________. 用剪应力的表达式为____________.2.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为50mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg, 真空度为_______mmHg.3.计算流体局部阻力损失的方法有:_______________,_________________,其相应的阻力损失计算公式为_______________,____________________。
4.理想流体是指________________________________；而实际流体是指___________________________。
5.牛顿粘性定律表达式为______________，其比例系数 (粘度) 的物理意义是_____________________。
6. 流体流动的型态用_____来判断，当________时为湍流，当________时为滞流，当______时为过渡流。
7.化工生产中，物料衡算的理论依据是_________________，热量衡算的理论基础是________________。
8.当流体的体积流量一定时,流动截面扩大,则流速__________,动压头___________,静压头___________。
9.流体的粘度指______________________________________。
粘度随温度变化而变化,液体的粘度随温度升高而________；气体的粘度则随温度升高而________。
10.液柱压力计量是基于______________原理的测压装置,用U形管压强计测压时,当压强计一端与大气相通时,读数R表示的是_________或___________。
14.液体的粘度随温度升高而________,气体的粘度随温度的升高而_______。
化工基础张近习题解答（1）
化⼯基础张近习题解答（1）化⼯基础习题解答（第⼆版张近主编）第3章流体流动过程及流体输送设备1、某合成氨⼯艺以煤为原料的⽓化法⽣产中，制得的半⽔煤⽓组成为：H242%，%，%，%，%，%（均为体积分数），求表压为，温度为25℃时，混合⽓体的密度。
解：解法⼀：先求混合的摩尔质量；算出在操作温度和压⼒下各纯组分的密度，然后再按组分的摩尔分数叠加。
解法略。
6、套管换热器的内管为φ25mm×，外管为φ57mm× 的⽆缝钢管。
液体以5400kg/h 的流量流过环隙。
液体的密度为1200kg/m3，粘度为2×10-3Pa·s。
试判断液体在环隙流动时的流动形态。
解：设⼤管内径为d1，⼩管外径为d2 流体在环隙流动当量直径为：d e=d1-d27、现要求将原油以⼀定流量，通过⼀条管道由油库送往车间，并保证原油在管道中呈层流流动，现分别提出如下措施：（1）管道长度缩短20%；（2）管径放⼤20%；（3）提⾼原油温度使原油粘度下降20%，⽽假设密度变化不⼤，可忽略不计。
问上述措施分别可使由于管道沿程摩擦⽽损失的机械能⽐原设计降低百分之⼏？8、欲建⼀⽔塔向某⼯⼚供⽔，如图所⽰，从⽔塔到⼯⼚的管长（包括局部阻⼒当量长度）为500m，最⼤流量为·s-1。
管出⼝处需保持10m ⽔柱的压头（表压）。
若摩擦系数λ=，求：(a)当管内流速为m·s-1，所需管径及塔⾼；(b)当管内流速为4 m·s-1，所需管径及塔⾼；(c)由(a)、(b)计算结果，分析满⾜⼀定流量时，塔⾼与管径的关系。
解：如图选取1，2 截⾯，计算基准⾯为管出⼝⽔平⾯。
压⼒以表压表⽰。
在1→2 列柏努利⽅程，得：9、⽤离⼼泵经φ57mm× 的钢管，将敞⼝贮罐内的有机溶剂（粘度为20×10-3）Pa·s，密度为800 kg·m-3），输送到反应器中，设贮罐内液⾯离反应器内液⾯⾼度保持16m，见附图。
流体流动与输送技术—认识流体输送过程(化工原理课件)
三、管路的试压与吹扫 管路安装完毕后，应作强度与严密度试验，检验管路是否符合设计要求
，试验是否有漏气或漏液现象，称为试压。管路的操作压力不同，输送的物 料不同，试压的要求也不同。试压主要采用液压试验，少数也可采用气压试 验。当管路系统进行水压试验，试验压力（表压）为294KPa，在试验压力 下维持5分钟，未发生渗漏现象，则水压试验为合格。
10. 在焊接或螺纹连接的管路上应适当配置一些法兰或活接头，以利于安 装、拆卸和检修。
11. 阀门的仪表的安装高度主要考虑操作的安全和方便。 12. 某些不能耐高温的材料（如聚四氟乙烯管、橡胶管）制成的管路应避 开热管路，输送冷流体（如冷冻盐水）的管路应与热流体的管道相互避开。
因此在布置管路时，应参阅有关资料，依据上述原则制订方案，确保 管路的布置安全、科学、合理、经济。
7. 一般情况下，管路采用明线安装，但上下水管及废水管采用埋地铺设， 埋地安装深度应当在当地冰冻线以下。（为方便安装、检修和管理，管路尽 量架空敷设）
8．输送有毒或腐蚀性介质的管道，不得在人行道上空设置阀件、法兰等 ，以免泄露时发生事故；输送易燃易爆介质的管道，一般应设有防火、防爆 安全装置。
9. 管道不应挡门、挡窗；应避免通过电动机、配电盘、仪表盘的上空；在 有吊车的情况下，管道的布置不应妨碍吊车工作。管路的布置不应妨碍设备 、管件、阀门、仪表的检修。塔和容器的管路不应从人孔正前方通过，以免 影响打开人孔。
六、管路的防腐 在化工管路中使用的管材，一般大都采用金属材料。由于各种外界环境
因素和通过介质的作用，都会引起金属的腐蚀。金属腐蚀分为化学腐蚀和电 化学腐蚀两种。为了延长管路的使用寿命，确保化工生产安全运行，必须采 取有效的防腐措施。
管路的主要防腐措施，是在金属表面涂上不同的防腐材料，经过固化而 形成油漆，牢固地结合在金属表面上。由于油漆把金属表面同外界严密隔绝 ，阻止金属与外界介质进行化学反应或电化学反应，从而防止了金属的腐蚀 。
化工原理流体流动与输送机械精品PPT课件
1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
17
1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
（5）流体输送设计型和操作型问题的定量计算。 ∮基本内容：
（1）密度、比容、比重及影响因素；压力、压力的不同表示方法， 流体静止的基本方程；U型管压差计、皮托管、液位计、液封、 流体流动的基本方程、连续性方程、柏努里方程；
（2）粘度、牛顿粘性定律、雷诺数、边界层效应、边界层形成、 边界层分离。
（3）直管阻力、局部阻力、当量长度、当量直径、因次分析法。 （4）简单管路计算，各流量计的结构及测定原理； （5）离心泵基本原理、构造；离心泵基本方程式；离心泵主要特 性参数、特性曲线、安装高度、工作点与流量调节；
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（2）双液体U管压差计
适用于压差较小的场合。
密度接近但不互溶的两种指示液A和
C
(A C ) ；
扩大室内径与U管内径之比应大于
10 。
p1 p2 Rg( A C )
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
（3） 倒U形压差计 指示剂密度小于被测流体密度，
如空气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
（5） 复式压差计 适用于压差较大的情况。
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1 流体流动与输送机械——1.2 流体静力学
化工原理流体流动与输送机械PPT课件
1.1.1.连续介质的假定
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
11
1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
12
1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
质点指的是一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于 设备尺寸、但比分子自由程却大的多。
连续介质假定：假定流体是由无数内部紧密相连、彼此间 没有间隙的流体质点（或微团）所组成的连续介质。
工程意义：利用连续函数的数学工具，从宏观研究流体。
1.1.2.流体的压缩性
不可压缩性流体：流体的体积不随压力变化而变化，如液 体；
M m M 1 y 1 M 2 y 2 M n y n
y1, y2yn——气体混合物中各组分的摩尔(体积)分数。
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1 流体流动与输送机Байду номын сангаас——1.1 流体基本性质
1.1.5.压力
流体的压力（p）是流体垂直作用于单位面积上的力，严格 地说应该称压强。称作用于整个面上的力为总压力。
压力（小写）
p
P
A
力（大写） 面积
N [p] m2 Pa
记：常见的压力单位及它们之间的换算关系
1atm =101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa
=10330kgf/m2=1.033kgf/cm2
=10.33mH2O =760mmHg
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1 流体流动与输送机械——1.1 流体基本性质
压力的大小常以两种不同的基准来表示：一是绝对真空， 所测得的压力称为绝对压力；二是大气压力，所测得的压强称 为表压或真空度。一般的测压表均是以大气压力为测量基准。
第1章 流体流动与输送机械
1.1 流体基本性质 1.2 流体静力学 1.3 流体动力学 1.4 流体流动的内部结构 1.5 流体流动阻力 1.6 1.7 流速与流量的测量 1.8 流体输送机械
1
∮计划学时：12学时
∮基本要求：
《化工单元操作》流体流动与输送课件
P1 - P2 = ( - )gR R = R sinα
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明
(4)微差压差计
dc / da > 10
c a且c < a（略小） P1 - P2 = (a - c)gR
P2
P1
ρc
R
ρA 图1-8 微差压差计
(5) 倒U形管压差计
ρ
P1 - P2 = ( - ）gR
’
若 >>
则 P1 - P2 = gR
v
1 v
dv dp
或
v
1
d
dp
v≠0 可压缩流体，如气体 v =0 不可压缩流体，如液体
1.2 流体静力学
流体静力学主要研究流体在静止状态下所受的各种力之 间的关系，实质上是讨论流体静止时其内部压强的变 化规律
1.2.1 流体的压强及其特性
压强：流体单位表面积上的法向表面力，习惯上称为压力
静压强：流体处于静止状态时的压强
1.2.2 流体静力学基本方程式
描述：静止流体内部，压力分布规律
形式：
p1
z1g
p2
z2g
方程的导出
依据：动量守恒定律
1）微元体(控制体)选取 2）受力分析
静止流体：F 表面力 质量力 0
在Z方向上∑FZ=0
( p p dz )dxdy ( p p dz )dydz Zdxdydz 0
绝压：相对绝对零压为基准的压力（a)
P(绝)=P(表)+P(大气) 压
力
表
真空度：绝对压力低于大气压时，
压
大气压与绝压之差 真空度=P(大气)-(绝)
注意：
绝 对 压大 力气
压
•使用表压、真空度时，必须注明