CSY-1-BOWANG第一章流体流动流体流动主要研究流体在静止、流动状态下的规律。如流体内部压强如何变化?流体如何流动?产生多大流动阻力?流体在管道中如何进行流量分配?等等。化工各个单元操作均涉及流体流动问题,而传热、传质过程很大程度上受流体流动状态的影响,譬如:(1)在开水中加入糖,若立即喝则开水中甜度不均匀,要使之均匀必须放置很长的时间,让糖在水中充分扩散;为加快这一过程常用汤匙搅拌促进糖在水中的扩散;即流体流动促进传质过程。(2)夏天吹风扇,感觉到凉快;空气的流动促进了人体向外界散热,即传动促进传热。因此流体流动是化工原理操作的基础。那么什么是流体?在剪应力作用下发生连续变形的物体称为流体,通俗地讲液体与气体统称为流体;流体具有连续性、流动性、压缩性。1.1流体静力学(FluidStatics)流体静力学是研究流体在静止状态所受各种力之间的关系,及流体内部压强变化的规律。1.1.1密度、比重、比容(1)密度单位体积流体具有的质量,3kg/m;一般为温度与压力的函数,()PTf,=ρ;气体:气体的体积受温度与压力的影响较大,气体的密度是温度与压力的函数;为可压缩流体(Compressiblefluid)。对理想气体可采用理想气体状态方程计算密度:nRTPV=⇒RTPMVnMVm===ρ注意:上式中的各物理量单位不同,则气体常数R的数值与单位也不同!P:Pa;M:kg/kmol;T:K;R:KJ/kmol8314⋅。由上式可知,气体的密度与压力成正比,与温度成反比。211212TTPPρρ=若为标准状态(C0°、1atm)则气体的密度为:4.220M=ρ3kg/m液体:福州大学过程装备与控制专业使用CSY-2-BOWANG液体的密度受压力的影响较小,其密度主要为温度的函数,可视为不可压缩流体(IncompressibleFluid)。液体的密度与气体密度不同不能采用以上各式计算而只能由密度的定义计算:Vm=ρ而对不同温度下的液体密度根据经验式计算,其中较常用的如:()Tv∆+=ερρ112式中12TTT−=∆,vε为液体的体积膨胀系数,对一般物质0>vε。混合物:混合物的密度根据各组分的密度,按照一定的混合规则进行计算单位质量为基准:(液体混合物常用,a为质量分率)nnCCBBAAmaaaaρρρρρ++++=LL1单位体积为基准:(气体混合物常用,x为摩尔分率或体积分率)nnCCBBAAmxxxxρρρρρ++++=LL(2)比重某流体的密度(或重度)与标准流体的密度(或重度)的比值,又称相对密度。标准ρρ=d液体:3kg/m1000=标准ρ,即标准流体取C4°、1atm的水;如液体比重为13.6,则其密度...