静力学方程的应用1

两边同时除A
F2 A

F1 A

gz1

z2

0
p2 p1 gz1 z2 0
p2 p1 gz1 z2
令 z1 z2 h 则得： p2 p1 gh
若取液柱的上底面在液面上，并设液面上方的压强为P0，
取下底面在距离液面h处，作用在它上面的压强为P
3。 在标准大气压下下列四个压强,绝对压强最高的是( )
A)10kPa(表)； B)10kPa(真)； C)10kPa；
D)100kPa。
4、已知某地大气压为标准大气压,某生产设备上真空表读数
10mmHg,则以下正确的是( )
A 10.2米水柱
B、绝对压力750mmHg
C、绝对压力1.02*105
D、表压750mmHg
流体的特征是分子之间的内聚力极小，几乎有无 限的流动性，而且可以几乎毫无阻力地将其形状改变 。当流速低于声速时，气体和液体的流动具有相同的 规律。
一般说来，液体的形状与容器相同，具有一定的 自由表面，其体积几乎不随压强和温度而改变。与之 相反，气体的形状与容器完全相同，完全充满整个容 器，其体积随压强和温度的变化而有明显改变。流体 的体积随压强和温度而变的这个性质，称为流体的压 缩性。
第一章 流体流动
第 一 节 流体静止的基本方程
概述
流体是指具有流动性的物体，包括液体和气体。 研究流体平衡和运动宏观规律的科学称为流体力学。 流体力学分为流体静力学和流体动力学。
化工生产中所处理的原料、中间体和产品，大多 数是流体。按生产工艺要求，制造产品时往往把它们 依次输送到各设备内，进行药物反应或物理变化，制 成的产品又常需要输送到贮罐内贮存。过程进行的好 坏、动力消耗及设备的投资都与流体的流动状态密切 相关。
0

M 22.4

29 22.4

1.29kg
/
m3
一定温度、压强下的密度：


0
p p0
T0 T
PV nRT m nM PVM PM
V V RTV RT
4.混合物的密度
1）液体混合物的密度ρm
取1kg液体，令液体混合物中各组分的质量分率分别为:
xwA、xwB、、xwn ,
一、流体的密度
1. 密度定义
单位体积的流体所具有的质量，ρ;
m
V
2. 影响ρ的主要因素
SI单位kg/m3。
任何流体的密度，都随它的温度和压强变化。但压强对液体的密度 影响很小，可忽略不计，故常称液体为不可压缩的流体。
3.气体密度的计算
理想气体在标况下的密度为：
0

M 22.4
例如：标况下的空气，
其中:
xVi

Vi V总
i =1, 2, …., n
当V总=1m3时，
由 m 知，
V
混合物中各组分的质量为： 1xVA , 2xVB ,......, n xVn
若混合前后,气体的质量不变，m总 1x1 2x2 ....... nxn mV总
当V总=1m3时,
m 1x1 2x2 ...... n xn
三、流体静力学方程
1、方程的推导
在1-1’截面受到垂直向下的压力 在2-2’ 截面受到垂直向上的压力： 小液柱本身所受的重力：
F1 p1A
F2 p2 A
W mg Vg Az1 z2 g
因为小液柱处于静止状态，
F 0
F2 F1 Az1 z1 g 0
例题分析
1、某设备A处表压30KPa，B处真空度70Pa，A，B两处相比（ ）
A 处绝压低40KPa
B处绝压低40Kpa
C.处绝压高100Kpa
D.处绝压高100KPa
2.某设备上真空表读数为0.09MPa，若当地大气压强为0.1MPa，
则设备内绝对压强为___。
A)101.33kPa； B)10kPa； C)0.91kPa； D)90kPa。
当混合物气体可视为理想气体时, ——气体混合物密度计算式
m

PM m RT
——理想气体混合物密度计算式
5.与密度相关的几个物理量
1）比容：单位质量的流体所具有的体积，用υ表示，单位
为m3/kg。
在数值上:
源自文库
1
2）比重(相对密度)：某物质的密度与4℃下的水的密度的比
值，用 d 表示。

d
,
2）表压 强（表压）： 压力上读取的压强值称为表压。
表压强=绝对压强-大气压强 真空度=大气压强-绝对压强=-表压
3）真空度： 真空表的读数
绝对压强、真空度、表压强的关系为
A 表
压
强 大气压强线
真空度
绝 对
B
压
绝对压强
强
绝对零压线
当用表压或真空度来表示压强时，应分别注明。
如：4×103Pa（真空度）、200KPa（表压）。
（mmH2O，mmHg等）。
换算关系为： 1atm 1.033kgf / cm2 760mmHg 10.33mH2O 1.0133105 Pa
1工程大气压 1kgf / cm2 735.6mmHg 10mH2O 9.807104 Pa
2、压强的表示方法
1）绝对压强（绝压）： 流体体系的真实压强称为绝对压强。
其中xwi

mi m总
当m总 1kg时，xwi mi
假设混合后总体积不变，
V总

xwA
1

xwB
2


xwn
n

m总
m
1 xwA xwB xwn ——液体混合物密度计算式
m 1 2
n
2)气体混合物的密度
取1m3 的气体为基准,令各组分的体积分率为:xvA,xvB,…,xVn,
3、计算乙烯和丙烯混合气在270C和150KPa时的密度。 混合气中乙烯的体积分数 40% 。
二、流体的静压强
1、压强的定义
流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，简 称压强。
p P A
SI制单位：N/m2，即Pa。 其它常用单位有： atm（标准大气压）、工程大气压kgf/cm2；流体柱高度
4 C水
4C水 1000kg / m3
例题分析
1、下列叙述正确的是（ ） A．单元操作一定是物理性操作 B．单元操作作用于不同化工产品生产过程时，基本原理不相同。 C．物系在自然变化时，如任其发展，未必能达到平衡状态. D．向某过程输入的能量等于向某过程输出的能量
例题分析
2、O2 在300K和5Mpa时的密度为多少？