1 流体流动

MB——B组分的分子量；
yB——B组分的摩尔分率。 15
3.气体的密度
混合气体的密度：
根据质量守恒定律，有：
m V m m A m B . .A . V A B V B ...
m A V V AB V V B .. .A X V AB X V B ...
其中： X VA
m2 / s
常用流体的粘度可以查表求得，见p341表14和p344表1255
2.流体的粘度
混合物粘度的估算： 1）常压气体混合物的粘度：
m
yi
M1/2
ii
yiMi1/2
其中：
yi——组分的摩尔分数；
µi——同温度下组分的粘度；
Mi——组分的摩尔质量
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2.流体的粘度
混合物粘度的估算： 2）非缔合液体混合物的粘度：
X VB
A组分的体积分率； B组分的体积分率。
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4.比容
单位质量流体具有的体积，是密度的倒数。
vV 1
m
m3/kg
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练习题目
思考题 1.何谓单元操作？如何分类？ 2.联系各单元操作的两条主线是什么？ 3.比较实验研究方法和数学模型的区别。 作业题:无
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第1章 流体流动
1.1 流体的物理性质 1.1.1 流体的密度 1.1.2 流体的粘度
液体: f(T) T
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2.流体的粘度
μ的单位:
1）SI制:
[][ ] PaP.sa
d/udy m .s1.m 1
2）工程制: 泊 (P); 厘泊 (cP 或 mPa.s)
Pdcym /n/csm2 dcym2ns
g cms
cm
关系:
1 c P 1 3 0 P.sa 1 2 0 P
运动粘度:
1 流体流动
主要内容
1.1 流体的物理性质 1.2 流体静力学基本方程式 1.3 流体流动的基本方程 1.4 流体流动现象 1.5 流体在管内的流动阻力 1.6 管路计算 1.7 流量测量
2
本章要求
正确理解流体流动过程中的基本原理及流体在管 内的流动规律；
正确理解流体的流动类型和流动阻力的概念； 重点掌握流体静力学基本方程式、连续性方程式 及柏努利方程式及其应用；
理想流体在管内的速度分布 粘性流体在管内的速度分布 2、流体流动的内摩擦力是流动阻力产生的依据。
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1.牛顿粘性定律
F y 活动板
u
△y
△u 固定板
u＝0 x
F S u y
F S u
y
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1.牛顿粘性定律 F S u
y F du 牛顿粘性定律
S dy
μ—粘度（粘滞系数，动力粘度）
τ—内摩擦应力（剪应力）：单位面积上的内摩擦力，
m A B
其中：xWA为A组分的质量分率 , xWB为B组分的质量分1率4
3.气体的密度
气体密度： f(p,T)
一般可当成理想气体处理: m pM
V RT
混合气体密度:
m
m V
pMm RT
其中：
M mM A yAM ByB...
Mm——混合气体的平均分子量；
MA——A组分的分子量； yA——A组分的摩尔分率。
熟练掌握流体流动阻力的计算、简单管路的设计 型和操作型计算；
了解测速管、文丘里流量计、孔板流量计和转子 流量计的工作原理和基本计算。
3
概述
流体是气体与液体的总称。 1. 研究流体流动问题的重要性 流体流动是最普遍的化工单元操作之一；
4
化工厂原貌
5
化工厂原貌
6
概述
流体是气体与液体的总称。 1. 研究流体流动问题的重要性 流体流动是最普遍的化工单元操作之一； 研究流体流动问题也是研究其它化工单元操 作的重要基础。
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基本概念
牛顿型流体：服从牛顿粘性定
律的流体，所有气体和大多数
塑型流体
液体属于牛顿型流体。
高分子熔体和溶液、表面活性 剂溶液、石油、食品以及含微 y
细颗粒较多的悬浮体、分散体、
乳浊液等流体在层流时并不服
从牛顿粘性定律，统称为非牛
顿流体。
lg m xilg i
其中： µm——液体混合物的粘度； µi——液体混合物组分的粘度；
xi——混合物组分的摩尔分数
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3.理想流体
理想流体：粘度为零的流体； 粘性流体（实际流体）：粘度不为零的流体。 实际流体都具有粘性，引入理想流体的概念是为了 研究实际流体的需要。
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第1章 流体流动
1.1 流体的物理性质 1.1.1 流体的密度 1.1.2 流体的粘度 1.1.3 非理想流体
4.连续介质假定
概述
△ V0 为质点特征体积，即此微元体积中的所有流 体分子的集合称为质点。
流体的连续介质模型：流体是由连续分布的流体质 点所组成，流体微团连续布满整个流体空间，从而 流体的物理性质和运动参数成为空间连续函数。
注意：该假定对绝大多数流体都适用。但是当流动 体系的特征尺度与分子平均自由程相当时，例如高 真空稀薄气体的流动，连续介质假定受到限制。
（N/m2），方向：平行于作用面 凡遵循牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体 ( 如水、 空气等), 否则为非牛顿型流体。
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2.流体的粘度
du
dy
物理意义：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力
粘度是流体的重要物理性质之一, 它是流体组成和状 态 ( 压力、温度) 的函数。
气体: f(T,p) 一般而言:f(T) T
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第1章 流体流动
1.1 流体的物理性质 1.1.1 流体的密度
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1.定义
单位体积流体的质量，称为流体的密度。
m
V
kg/m3
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2.液体的密度
液体的密度: f(T)
混合液体的密度: 设定混合液体的体积= 分体积之和, 即:
VVAVB...
以 1 kg混合液体为基准，有
1 xWAxWB...
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概述 2.流体的特征 流动性 无固定形状 受外力作用时内部发生相对运动
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概述 3.流体的分类
可压缩性流体 不可压缩性流体
液体可视为不可压wenku.baidu.com流体 气体在压力变化较小时视为不可压缩流体
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概述
4.连续介质假定
z V
m V
m
P (x,y,z)
y
x
0
V0 V
VV0 随机波动 VV0
确定的极限值 10
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1.牛顿粘性定律
❖流体所具有的抵抗相邻流体层相对运动的性质称为 流体的粘性。
❖粘性是流体固有的物理性质。
❖流 体 在 运 动 时 ， 任 意 相 邻 两 层 流 体 有 相 互 抵 抗 力 ,
这种相互抵抗的作用力称为内摩擦力（粘滞力，粘性
摩擦力）
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1.牛顿粘性定律
粘滞力所产生的后果 1、流体在流动时有一定的速度分布