流体物性参数表(比教材后的更详细)
流体的物理性质与管流基础知识

流体的物理性质与管流基础知识在流量测量中,必需准确地知道反映被测流体属性和状态的各种物理参数,如流体的密度、粘度、压缩系数等。
对管道内的流体,还必须考虑其流动状况、流速分布等因素。
1.流体的密度单位体积的流体所具有的质量称为流体密度,用数学表达式表示为(1)式中,M为流体质量;V为流体体积;ρ为流体的密度流体密度是温度和压力的函数,它的单位是千克/米3 (kg/m3)。
流体密度通常由密度计测定,某些流体的密度可查表得到。
2.流体粘度流体的粘度是表示流体粘滞性的一个参数。
由于粘滞力的存在,将对流体的运动产生阻力,从而影响流体的流速分布,产生能量损失(压力损失),影响流量计的性能和流量测量。
根据牛顿的研究,流体运动过程中阻滞剪切变形的粘滞力与流体的速度梯度和接触面积成正比,并与流体粘性有关,其数学表达式为(2)上式称为牛顿粘性定律。
式中,F为粘滞力;A为接触面积;du/dy为流体垂直于速度方向的速度梯度;μ为表征流体粘性的比例系数,称为动力粘度或简称粘度,各种流体的粘度不同。
流体的动力粘度μ与流体密度ρ的比值称为运动粘度v,即(3)动力粘度的单位为帕斯卡秒(Pa·S);运动粘度的单位为米2/秒(m2/s)。
服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿流体,如水、轻质油、气体等。
不服从牛顿粘性定律的流体称为非牛顿流体,如胶体溶液、泥浆、油漆等。
非牛顿流体的粘度规律较为复杂,目前流量测量研究的重点是牛顿流体。
流体粘度可由粘度计测定,有些流体的粘度可查表得到。
3.流体的压缩系数和膨胀系数所有流体的体积都随温度和压力的变化而变化。
在一定的温度下,流体体积随压力增大而缩小的特性,称为流体的压缩性;在一定压力下,流体的体积随温度升高而增大的特性,称为流体的膨胀性。
流体的压缩性用压缩系数表示,定义为:当流体温度不变而所受压力变化时,其体积的相对变化率,即(4)式中,k为流体的体积压缩系数,(Pa-1);V为流体的原体积,(m3);AP为流体压力的增量,(Pa);△V为流体体积变化量,(m3);因为△P与△y的符号总是相反,公式中引入负号以使压缩系统k总为正值。
流体物性
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综合分类:组成、相态、气油比、密度
以干气CH4为主,还含有少量乙烷、丙烷和丁烷
含有甲烷到辛烷(C8)的烃类,它们在地下原始条件是气态 原油具挥发性 分为带有气顶和无气顶的油藏,油藏中以液相烃为主。 地面脱气原油相对密度为0.934~1.00,地层温度条件下 测得脱气原油粘度为100~10000(mPa· s)者
20
按粘度
稠油 凝析油 挥发油 高凝油
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1.3天然气组成
CH4 C 2 H6 C 3 H8 C4H10 >C5 70-98%
烃类气体
腐蚀、毒
CO N2 H 2O
H2S CO2
非烃气体 稀有气体
惰性气体He、Ar
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1.4油气藏分类
分类开发、储量计算、开发方案制定
CH4 C 2 H6 C 3 H8 C4H10 >C5 H2S
70-98%
烃类气体
CO2
CO N2
H 2O
惰性气体He、Ar
非烃气体
目前世界上和我国采用的分析仪器为气相色谱仪。
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37
2.1天然气的视分子量和密度
一、天然气的组成
1、天然气分类
溶解气
伴生气(油藏气)
39
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2.天然气组成的表示方法
摩尔组成
yi
ni
n
i 1
k
1 00%
y
i 1
k
i
1
i
质量组成
wi
mi
m
i 1
k
100%
常见物质的物性参数
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0.105
0.074
Tl=1280
600
0.115
0.113
1000
0.125
0.152
1200
0.130
0.172
20
0.215
0.565
Ps=2.70(15 °C)
纯铝
200
0.235
0.570
Ts=TM=660.2
500
0.268
0.529
660
0.286
0.508
Al-Cu4.5%
20
-Sa J
锆
砂
0.223~0.391
10
2.800
0~900C
砂
0.130~0.2
02
铬铁矿
铬铁矿砂
0.125~0.293
0.151~0.2
2.600
0~900C
砂
30
石英砂+5%水玻璃
0.614
2.583
铁浇注法,
11439
界面平均
铬铁矿砂
0.139
+水玻璃
0.165
0.203
钢浇注法
铬镁矿砂+水玻璃
常见物质的性能参数
表1各种金属的热物性值
金属
温度。C
比热
cal/(g• P)
导热系数
cal/(cm•s•乜)
密度P(g/cm3)液相线、
固相线温度(9)
25
0.107
0.192
P=7.88(20 °C)
200
0.124
0.152
=7.3(15009)
400
0.145
0.120
=7.0(1600 P)
流体综合实验数据处理
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实验三实验报告一、实验设备的主要内容:⒈测定实验管路内流体流动的直管阻力和直管摩擦系数λ。
⒉测定实验管路内流体流动的直管摩擦系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度之间的关系曲线。
⒊在本实验压差测量范围内,测量阀门的局部阻力系数ζ。
4.练习离心泵的操作。
测定某型号离心泵在一定转速下,H(扬程)、N(轴功率)、η(效率)与Q(流量)之间的特性曲线。
5.测定流量调节阀某一开度下管路特性曲线。
6.了解文丘里及涡轮流量计的构造及工作原理。
7. 测定节流式流量计(文丘里)的流量标定曲线。
8. 测定节流式流量计的雷诺数Re和流量系数C的关系。
二、设备的主要技术数据:(1)流体阻力:1. 被测直管段:光滑管管径d—0.0080(m) 管长L—1.70(m) 材料:不锈钢粗糙管管径d—0.010(m) 管长L—1.70(m) 材料:不锈钢2. 玻璃转子流量计:型号测量范围精度LZB—25 100~1000(L/h) 1.5LZB—10 10~100(L/h) 2.53. 压差传感器:型号:LXWY 测量范围:200 Kpa4. 数显表:型号:501 测量范围:0~200Kpa5. 离心泵:型号:WB70/055 流量:20—200(1/h)扬程:19—13.5(m)电机功率:550(W)电流:1.35(A) 电压:380(V)(2)流量计测量:涡轮流量计:(单位:M3/h)文丘里流量计文丘里喉径:0.020m 实验管路管径:0.045m,(3)离心泵(1)离心泵流量Q=4m3/h ,扬程H=8m ,轴功率N=168w(2)真空表测压位置管内径d1=0.025m(3)压强表测压位置管内径d2=0.045m(4)真空表与压强表测压口之间的垂直距离h0=0.355m(5)电机效率为60%1.流量测量:涡轮流量计2.功率测量:功率表:型号PS-139 精度1.0级3. 泵吸入口真空度的测量真空表:表盘真径-100mm 测量范围-0.1-0MPa 精度1.5级4.泵出口压力的测量压力表:表盘直径-100mm 测量范围0-0.25MPa 精度1.5级(4)变频器:型号:N2-401-H 规格:(0-50)Hz(5)数显温度计:501BX三、实验设备的基本情况:1. 实验设备流程图:见图一图一、流体综合实验装置流程示意图1-水箱;2-离心泵;3-真空表;4-压力表;5-真空传感器;6-压力传感器;7-真空表阀;8-压力表阀;9-智能阀;10-大涡轮流量计;11-小涡轮流量计;12,13-管路控制阀;14-流量调节阀;15-大流量计;16-小流量计;17-光滑管阀;18-光滑管测压进口阀;19-光滑管测压出口阀;20-粗糙管阀;21-粗糙管测压进口阀;22-粗糙管测压出口阀;23-测局部阻力阀;24-测局部阻力压力远端出口阀;25-测局部阻力压力近端出口阀;26-测局部阻力压力近端进口阀;27-测局部阻力压力远端进口阀;28,29-U型管下端放水阀;30-U型管测压进口阀;31- U型管测压出口阀;32,33-文丘里测压出,进口阀;34-文丘里;35-压力缓冲罐;36-压力传感器;37-倒U型管;38-U 型管上端放空阀;39-水箱放水阀;40,41,42,43-数显表;44-变频器;45-总电源;2流体阻力的测量:水泵2将储水槽1中的水抽出,送入实验系统,经玻璃转子流量计15,16测量流量,然后送入被测直管段测量流体流动的阻力,经回流管流回储水槽。
《化工原理课程设计》_流体物性数据

纯流体密度/体积计算对于课程设计所涉及的状态,气体可按照理想气体处理。
液体的密度/体积可采用对比状态原理计算。
液体的对比密度与对比温度、对比压力的关系图如图1所示。
对比密度的定义式为Lcc L r V V ==ρρρ 式中,ρc 和V c 分别为流体的临界密度和临界体积。
纯流体饱和蒸汽压计算Antoine 提出了一个在有限温度范围内较简单的关联式: TC BA P s +-=ln 其中,T ——K ;P ——mmHg 。
其常数A 、B 和C 是在低压下(2.0 bar ~2.7 bar )由实验得到的,因此不能用于高压,其值见表1。
纯流体定压比热计算理想气体的热容仅是温度的函数,通常关联成温度的函数320DT CT BT A C P +++=式中参数A 、B 、C 、D 为物性参数,可以从表2中查取。
在同一温度和组成下,实际气体热容与理想气体热容有如下关系p p p C C C ∆=-0其中,ΔC p 为剩余热容,可查图2求得。
液体的热容可采用Rowlinson-Bondi 法计算()()()[]113111742.112.2511.1725.0145.045.1----+-++-+=-r r r r ppL T T T T RC C ω其中,T r 为对比温度。
纯流体焓的计算定义Δh = h - h 0为剩余焓,其中,h 为实际流体的焓;h 0为理想气体焓,与压力无关,只是温度的函数。
为了便于计算,通常把h 0的计算式回归成关于温度的多项式形式⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=T B T B T B T B B h 10010010010043322100式中,T 为体系的温度(K ),部分常见烃类及非烃气体的各常数值见表3。
剩余焓的值可查图3。
由剩余焓和理想气体的焓,可计算得到实际流体的焓,即()00h h h h +-=纯流体粘度的计算低压气体粘度的计算对比态法(Golubev 法)965.0*r c T μμ= T r < 1 rTrc T 29.071.0*+=μμ T r > 1 其中,μc *为常压临界温度下流体的粘度,由下式计算61321*5.3c c cT P M =μ式中,M 为分子量;P c 、T c 、和μc *的单位分别为atm 、K 和μP 。
流量测量中常用的流体参数

流量测量中常用的流体参数对工业管道流体流动规律的研究、流量测量计算以及仪表选型时,都要遇到一系列反映流体属性和流动状态的物理参数.这些参数,常用的有流体的密度、粘度、绝热指数(等熵指数)、体积压缩系数以及雷诺数、流速比(马赫数)等;这些物理参数都与温度.压力密切相关。
流量测量的一次元件的设计以及二次仪表的校验,都是在一定的压力和温度条件下进行的。
若实际工况超过设计规定的范围,即需作相应的修正。
一、流体的密度流体的密度( )是流体的重要参数之一,它表示单位体积内流体的质量。
在一般工业生产中,流体通常可视为均匀流体,流体的密度可由其质量和体积之商求出:=(1-2)式中 m——流体的质量,kg;V——质量为m的流体所占的体积,m3密度的单位换算见表1—3。
各种流体的密度都随温度、压力改变而变化.在低压及常温下,压力变化对液体密度的影响很小,所以工程计算上往往可将液体视为不可压缩流体,即可不考虑压力变化的影响.但这只是一种近似计算。
而气体,温度、压力变化对其密度的影响较大,所以表示气体密度时,必须严格说明其所处的压力、温度状况.工业测量中,有时还用“比容”这一参数。
比容数是密度数的倒数,单位为m3/kg。
二、流体的粘度流体的粘度是表示流体内摩擦力的一个参数。
各种流体的粘度不同,表示流动时的阻力各异。
粘度也是温度、压力的函数.一般说来,温度上升,液体的粘度就下降,气体的粘度则上升.在工程计算上液体的粘度,只需考虑温度对它的影响,仅在压力很高的情况下才需考虑压力的影响。
水蒸气及气体的粘度与压力、温度的关系十分密切.表征流体的粘度,通常采用动力粘度( )和运动粘度(v),有时也采用恩氏粘度(°E).流体动力粘度的意义是,当该流体的速度梯度等于l时,接触液层间单位面积上的内摩擦力.流体的动力粘度也可理解为两个相距1m、面积各为1m2的流体层以相对速度1m/s移动时相互间的作用力,即=(1-3)式中――单位面积上的内摩擦力,Pa;v——流体流动速度,m/s;h——两流体层之间的距离,m;——速度梯度,I / S;动力粘度的单位Pa·s是国际单位制(SI)的导出单位,是我国法定单位.它与过去习惯使用的其他单位的换算关系见表l—4.表中的单位达因·秒/厘米2(dyn·s/cm2)是厘米—克—秒单位制(c.G.s单位制)的导出单位,习惯上称泊(P)。
(整理)流量测量中常用的流体参数

流量测量中常用的流体参数对工业管道流体流动规律的研究、流量测量计算以及仪表选型时,都要遇到一系列反映流体属性和流动状态的物理参数.这些参数,常用的有流体的密度、粘度、绝热指数(等熵指数)、体积压缩系数以及雷诺数、流速比(马赫数)等;这些物理参数都与温度.压力密切相关。
流量测量的一次元件的设计以及二次仪表的校验,都是在一定的压力和温度条件下进行的。
若实际工况超过设计规定的范围,即需作相应的修正。
一、流体的密度流体的密度( )是流体的重要参数之一,它表示单位体积内流体的质量。
在一般工业生产中,流体通常可视为均匀流体,流体的密度可由其质量和体积之商求出:=(1-2)式中 m——流体的质量,kg;V——质量为m的流体所占的体积,m3密度的单位换算见表1—3。
各种流体的密度都随温度、压力改变而变化.在低压及常温下,压力变化对液体密度的影响很小,所以工程计算上往往可将液体视为不可压缩流体,即可不考虑压力变化的影响.但这只是一种近似计算。
而气体,温度、压力变化对其密度的影响较大,所以表示气体密度时,必须严格说明其所处的压力、温度状况.工业测量中,有时还用“比容”这一参数。
比容数是密度数的倒数,单位为m3/kg。
二、流体的粘度流体的粘度是表示流体内摩擦力的一个参数。
各种流体的粘度不同,表示流动时的阻力各异。
粘度也是温度、压力的函数.一般说来,温度上升,液体的粘度就下降,气体的粘度则上升.在工程计算上液体的粘度,只需考虑温度对它的影响,仅在压力很高的情况下才需考虑压力的影响。
水蒸气及气体的粘度与压力、温度的关系十分密切.表征流体的粘度,通常采用动力粘度( )和运动粘度(v),有时也采用恩氏粘度(°E).流体动力粘度的意义是,当该流体的速度梯度等于l时,接触液层间单位面积上的内摩擦力.流体的动力粘度也可理解为两个相距1m、面积各为1m2的流体层以相对速度1m/s移动时相互间的作用力,即=(1-3)式中――单位面积上的内摩擦力,Pa;v——流体流动速度,m/s;h——两流体层之间的距离,m;——速度梯度,I / S;动力粘度的单位Pa·s是国际单位制(SI)的导出单位,是我国法定单位.它与过去习惯使用的其他单位的换算关系见表l—4.表中的单位达因·秒/厘米2(dyn·s/cm2)是厘米—克—秒单位制(c.G.s单位制)的导出单位,习惯上称泊(P)。
常见物性参数表
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常用溶剂一、乙醇(ethyl alcohol,ethanol)CAS No.:64-17-5 (1)分子式 C2H6O(2)相对分子质量 46.07(3)结构式 CH3CH2OH,(4)外观与性状:无色液体,有酒香。
(5)熔点(℃):-114.1(6)沸点(℃):78.3溶解性:与水混溶,可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂;密度:相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59;稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体);主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂不同压力下乙醇物性参数变化二、甲醇(methyl alcohol,Methanol)CAS No.:67-56-1(1)分子式 CH4O(2)相对分子质量32.04(3)结构式 CH3O,(4)外观与性状:无色澄清液体,有刺激性气味。
(5)熔点(℃):-97.8,凝固点-97.49℃,沸点64.5℃.闪点(开口)16℃,燃点470℃,折射率1. 3285,表面张力22.55×10-3N/m(6)相对密度(20 ℃/4℃)0.7914溶解度参数δ=14.8,能与水、乙醇、乙醚、丙酮、苯、氯仿等有机溶剂混溶,甲醇对金属特别是黄铜有轻微的腐蚀性。
易燃,燃烧时有无光的谈蓝色火焰。
蒸气能与空气形成爆炸混合物.爆炸极限6.0%-36.5%(vol)。
纯品略带乙醇味,粗品刺鼻难闻。
有毒可直接侵害人的肢体细胞组织.特别是侵害视觉神经网膜,致使失明。
正常人一次饮用4一10g 纯甲醉可产生严重中毒。
饮用7-8g可导致失明,饮用30-100g就会死亡。
空气中甲酵蒸气最高容许浓度5mg/m3。
不同压力下甲醇物性参数变化三、乙腈,甲基氰(acetonitrile,methyl cyanide)CAS No.:75-05-8(1)分子式: C2H3N(2)相对分子质量 41.05(3)结构式 CH3CN,(4)外观与性状:无色液体,有刺激性气味。
常用物质物性数据表

一、常见酸、碱、盐的浓度和比重1、硫酸的浓度和比重硫酸的浓度和比重见表1-1。
硝酸的浓度和比重见表1-2。
波美度定义:°Beˊ=145-145/比重(比水重时)°Beˊ=140/比重 -130(比水轻时) API=145.1/比重-1314.5盐酸的浓度和比重见表1-3。
氢氧化钠溶液的浓度与密度的关系见表1-4。
氢氧化钠溶液的当量浓度与比重见表1-5。
6、盐酸的当量浓度与比重盐酸的当量浓度与比重见表1-6。
7、氯化钠溶液的当量浓度与比重氯化钠的当量浓度与比重见表1-7。
二、常见酸、碱、盐水溶液的浓度和凝点1、硫酸水溶液凝点见表2-12、盐酸水溶液凝点见表2-23、硝酸水溶液凝点见表2-34、磷酸水溶液凝点见表2-45、甲酸水溶液凝点见表2-56、醋酸水溶液凝点见表2-67、氨水溶液凝点见表2-78、氢氧化铵溶液凝点见表2-89、硫酸盐水溶液凝点见表2-910、氯化钠水溶液凝点见表2-1011、氯化钾水溶液凝点见表2-1112、氯化钙水溶液凝点见表2-1213、氯化镁水溶液凝点见表2-1314、碳酸钠水溶液凝点见表2-1415、碳酸氢钠水溶液凝点见表2-1516、甘油水溶液凝点见表2-1617、甲醇水溶液凝点见表2-1718、乙醇水溶液凝点见表2-1819、乙二醇水溶液凝点见表2-1920、二乙二醇醚水溶液凝点见表2-2021、丙二醇水溶液凝点见表2-2122、环丁砜水溶液凝点见表2-22三、氢氟酸物性数据表氢氟酸的特性和性质这里所列出的是氢氟酸的重要的物理常数。
一些常数的详细说明和更多的工程数据以曲线、图示出。
此资料由斯多福化学公司制订。
外观:一种易流动的、无色的液体,在空气中冒烟。
熔点:-83.1℃。
沸点:760mmHg(水银柱)下19.54℃。
溶解热:在-83.1℃下1094卡/摩尔或54.7卡/克。
汽化热:在19.4℃和741mmHg下89.45±0.02卡/克。
流体的主要物理性质最新PPT资料

2.2 流体的密度、重度、比体积与相对密度
• 流体具有质量和重量,流体的密度、重度、比体积
与二、相物质对的物密理属度性比是较 流体最基本的物理量。
• 单位体积的流体所具有的质量称为密度,以ρ表 因此与上平板相接触的一层流体将以速度 0随上板一起向右运动,而紧贴下板的一层流体将和下板一样 静止不动。
相对变化率,即
❖
1 V
V T
(2-9)
❖ 式中 α——体积膨胀系数(1/K)
❖
V——流体的体积(m3)
在常温常压下,物质可以分为固体、液体和气体 三种聚集状态。它们都具有下列物质的三个基本属 性:(1)由大量分子组成,
(2)分子不断地作随机热运动, (3)分子与分子之间有相互作用力。 I 从宏观上看同体积内所包含的分子数目:
气体<液体<固体
II 同样分子间距上的分子相互作用力: 气体<液体<固体
气体分子的运动具有较大的自由程和随机性,液体 次之,而固体分子只能绕自身的位置作微小的振动 III 固体、液体和气体宏观的表象差异
• γ = G /V (2-2) (2-14) 气体分子间距较大,内聚力较小,但分子运动较剧烈,粘性主要来源于流层间分子的动量交换。
•式中 G——流体的所受的重力(N) 究流体平衡和运动的问题,这就是连续介质假设的 体所占有的体积(m3)
❖ 流体的密度和重度有以下的关系:
三、连续介质假设
• 流体质点:包含有大量流体分子,并能保持其宏 观力学性能的微小单元体。
• 连续介质的概念:在流体力学中,把流体质点作 为最小的研究对象,从而把流体看成是由无数连 续分布、彼此无间隙地占有整个流体空间的流体 质点所组成的介质
• 连续介质模型的意义: (1)、流体质点在微观上是充分大的,而在宏观上 又是充分小的。流体质点在它所在的空间就是一个 空间点。当我们所研究的对象是比粒子结构尺度大 得多的流动现象时,就可以利用连续介质模型。 (2)、流体宏观物理量是空间点及时间的函数,这 样就可以顺利地运用连续函数和场论等数学工具研 究流体平衡和运动的问题,这就是连续介质假设的
流体的主要物理性质
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o x
实验表明,对于大多数流体满足:
F
AU Y
A
F
引入动力粘性系数,则得牛顿内 摩擦 定律
F AU Ydduy
式中:流速梯度
du dy
代表液体微团的剪切
变形速率。线性变化时,即
du dy
u y
;
非线性变化时,du 即是u对y求导。 dy
切应力 分布
图1.2牛顿平板实验
如图所示,转轴直径=0.36m,轴承长 度习=题1m,轴与轴承之间的缝隙=0.2mm, 其中充满动力粘度=0.72 Pa.s的油,如 果轴的转速200rpm,求克服油的粘性阻 力所消耗的功率。
非牛顿流体:不符合上述条件的均称为非牛顿流体。
弹 1
宾汉型塑性流体
性
假(伪)塑性流体
体
0
2
牛顿流体
3 膨胀性流体 流体
4
理想流体 5 du dy
0 (dduy)n
1、宾汉型流体: 00,n=1,=Const 2、假(伪)塑性流体: 0=0,n<1
3、牛顿流体: 0=0,n=1,=Const 4、膨胀流体: 0=0,n>1
两者均具有易流动性,即在任何微小切应力作用下都会发生变形或流动,
故二者统称为流体。
第一节 流体的基本特征
四、 流体质点和连续介质模型
(一)连续介质模型的建立与假设
气体在外力作用下表现出很大的可压缩性,而液体则不然。 在通常的温度下水所承受的压强由0.1MPa增加到10MPa时,其体积 仅减少原来的0.5%。 微观:流体是由大量做无规则运动的分子组成的,分子之间存在空隙,但在
克服摩擦所消耗的功率为:
N T 1 . 5 1 3 4 3 0 . 7 5 5 . 7 7 1 9 4 ( N 0 /s ) m 5 . 9 ( k 7 )W
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;M——气体的摩尔质量,kg/kmol;R——通用气体常数,在SI制中,R=8.314kJ/(km01.K)。
风力机空气动力学1.4流体的主要物理性质1.4 流体的主要物理性质
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所有液体的表面张力随温度升
高而降低。
液体中加入有机溶剂、盐,可 明显改变表面张力。 在表面张力的影响下,液体总 是趋于表面自由能最小。水滴总 是圆形、球形。
表面张力也成内聚力。
航空第航四天节航流海体的主要物理性质
四、流体的表面张力和毛细现象
2、毛细现象
液体与固体接触时,存在两种力: ①内聚力:液体分子之间的吸引力; ②附着力:液体与固体分子间的吸引力。
F A du du/dy—垂直于流动方向上的速度梯度,1/s;
dy μ —动力黏度,Pa·s。
航空第航四天节航流海体的主要物理性质
三、流体的黏性和牛顿内摩擦定律
2、牛顿内摩擦定律 流层间单位面积上的内摩擦力称为切向应力
F du
A dy
牛顿内摩擦定律
μ ——动力黏度,Pa·s
d lim lim x t y dx
dt t0 t t0 t
dy
u0
dc
Y dy y
ab
F u+du u
du
udt (u+du)dt
dc
d' c'
d
a b a' b'
航空例航题天航海
例题1
如图所示,转轴直径d=0.36m,轴承长度l=1m,轴与轴承之间的间隙 =0.2mm,其中充满动力粘度=0.72Pa·s的油,如果轴的转速n=200 r/min, 求克服油的粘性阻力所消耗的功率。
三、流体的黏性和牛顿内摩擦定律
3、影响黏性的因素
流体种类:相同条件下,液体的粘度大于气体的粘度。
压
强: 常压,压强对流体的黏性影响很小,可忽略不计
高压,流体黏性随压强升高而增大。