流体的物理性质
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流体的物理性质
流体流动与输送过程中,流体的状态与规律都与流体的物理性质有关。因此,首先要了解流体的常见物理和化学性质,包括密度、压力、黏度、挥发性、燃烧爆炸极限、闪点、最小引燃能量、燃烧热等。
一、密度与相对密度
密度是用夹比较相同体积不同物质的质量的一个非常重要的物理量,对化工生产的操作、控制、计算等,特别是对质量与体积的换算,具有十分重要的意义。
流体的密度是指单位体积的流体所具有的质量,用符号ρ表示,在国际单位制中,其单位是ke/m3。
式中m——流体的质量,kg;
y——流体的体积,m3。
任何流体的密度都与温度和压力有关,但压力的变化对液体密度的影响很小(压力极高时除外),故称液体是不可压缩的流体。工程上,常忽略压力对液体的影响,认为液体的密度只是温度的函数。例如,纯水在277K时的密度为1000kg/m3,在293K时的密度为998.2kg /m3,在373时的密度为958.4kg/ms。因此,在检索和使用密度时,需要知道液体的温度。对大多数液体而言,温度升高,其密度下降。
液体纯净物的密度通常可以从《物理化学手册》或《化学工程手册》等查取。液体?昆合物的密度通常由实验测定,例如比重瓶法、韦氏天平法及波美度比重计法等。其中,前两者用于精确测量,多用于实验室中,后者用于快速测量,在工业上广泛使用。
在工程计算中,当混合前后的体积变化不大时,液体混合物的密度也可由下式计算,即:
式中ρ—液体混合物的密度,kg/ms;
ρ1、ρ2、ρi、ρn——构成混合物的各纯组分的密度,ks/m3;
w1、w2、wi、wn——混合物中各组分的质量分数。
气体具有明显的可压缩性及热膨胀性,当温度、压力发生变化时,其密度将发生较大的变化。常见气体的密度也可从《物理化学手册》或《化学工程手册》中查取。在工程计算中,如查压力不太高、温度不太低,均可把气体(或气体混合物)视作理想气体,并由理想气体状态方程计算其密度。
由理想气体状态方程式
式中ρ—气体在温度丁、压力ρ的条件下的密度,kg/m3;
V——气体的体积,ITl3;
户——气体的压力,kPa;
T一—气体的温度,K;
m--气体的质量,kg;