流體輸送技術(shù)-流體靜力學(xué)（化工原理課件）

化工原理流體的靜壓強(qiáng)液體氣體流體密度黏度當(dāng)我們在水里游泳的時候，我們會受到一定的壓力流體內(nèi)部任一點(diǎn)處均會受到周圍流體對它的作用力定義式為：p——流體的靜壓強(qiáng)，單位為Pa；F——垂直作用于面積A上的力，單位為N；A——力的作用面積，單位為m2。pppppp流體壓力的方向總是和所作用的面垂直壓力的單位標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm）國際單位Pa（N/m2）工程大氣壓（at）液柱高度（如mH2O或mmHg等）1atm=1.033kgf/cm2=1.013×105N/m2=760mmHg=10.33mH2O1at=1kgf/cm2=9.807×104N/m2=735.6mmHg=10mH2O絕對真空為基準(zhǔn)絕對壓力大氣壓力為基準(zhǔn)表壓力或真空度流體的壓力壓力表真空表溫度濕度所在地海拔高度絕對壓力表壓力真空度

壓強(qiáng)定義單位表示方法相對靜止的流體內(nèi)部，各點(diǎn)的壓強(qiáng)之間有關(guān)系嗎？如果有，那么是什么關(guān)系呢？思考題化工原理流體靜力學(xué)方程流體內(nèi)部任一點(diǎn)處均會受到周圍流體對它的作用力為什么？潛水時越往深處潛感到“壓力”越大，越吃力流體在重力和壓力作用下處于相對靜止?fàn)顟B(tài)流體靜力學(xué)基本方程壓力重力Z2靜止流體的壓強(qiáng)Z1p2p1Aρ在一均質(zhì)靜止液體內(nèi)部，任取一段垂直液柱為研究對象如圖所示：液柱的底面積為A液體的密度為ρ體積為V質(zhì)量為m液柱的頂面和底面與基準(zhǔn)水平面（這里選取容器的底面為基準(zhǔn)面）的垂直距離分別為Z1和Z2Z2靜止流體的壓強(qiáng)Z1p2p1Aρp1A+

gA（Z1-Z2）=p2Ap2=p1+

g（Z1-Z2）化簡在一均質(zhì)靜止液體內(nèi)部，任取一段垂直液柱為研究對象Z2靜止流體的壓強(qiáng)Z1p2p1Aρp2=p1+

g（Z1-Z2）兩邊同時除以ρ整理在一均質(zhì)靜止液體內(nèi)部，任取一段垂直液柱為研究對象Z2h靜止流體的壓強(qiáng)Z1p2p1p0Aρp設(shè)液面上方的壓強(qiáng)為p0液柱下底面的壓強(qiáng)為p液柱的高度為hp2=p1+

g（Z1-Z2）改寫p=p0+ρgh流體靜力學(xué)基本方程式p=p0+ρgh（1）在靜止流體內(nèi)，任一點(diǎn)的壓強(qiáng)p的大小與該點(diǎn)的深度h有關(guān)，深度h越大，壓強(qiáng)p越大。（2）當(dāng)液面壓強(qiáng)p0有變化時，必將引起液體內(nèi)各點(diǎn)壓強(qiáng)發(fā)生同樣大小的變化，這就是帕斯卡定律。根據(jù)這一定律，可以得出作用在器內(nèi)液體上的壓強(qiáng)，能以同樣大小傳遞到液體內(nèi)其它任何一點(diǎn)的各個方向。（3）在靜止、連通、均質(zhì)的液體內(nèi)，處于同一水平面上的各點(diǎn)的壓強(qiáng)都相等（等壓面）。（4）壓強(qiáng)（當(dāng)p0=0

時）或壓差可用一定高度的液體柱表示。測量化工生產(chǎn)管路中的壓力和壓力差測量化工生產(chǎn)設(shè)備中的液位流體靜力學(xué)基本方程推導(dǎo)討論求解方法流體靜力學(xué)基本方程有哪些應(yīng)用？思考題化工原理U形管壓差計測量壓力液柱式壓力計彈性式壓力計電氣式壓力計活塞式壓力計測量壓力或壓力差的儀表液柱式壓力計流體靜力學(xué)原理被測壓力液柱高度雙液柱微差計斜管壓力計U形管壓力計單管壓力計15.5液柱式壓力計U形管壓差計結(jié)構(gòu)：兩端開口的垂直U形玻璃管，中間配有讀數(shù)標(biāo)尺，管內(nèi)裝有液體作為指示液。備注：指示液與被測流體不互溶，不起化學(xué)反應(yīng)，且其密度要大于被測流體的密度。通常采用的指示液有著色水、四氯化碳及水銀等。U形管壓差計U形管壓差計如圖所示（

p1>p2

），在靜止、連通、均質(zhì)的液體內(nèi)，處于同一水平面上的pa=pb，根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程可知：pa=p1+Bg（h+R）pb=p2+Bgh+AgR綜上整理可得：

p1-p2=（

A-B）gR從p1-p2=（

A-B）gR可以看出，壓力差（

p1-p2

）只與讀數(shù)R、

A及

B有關(guān)，而U管的粗細(xì)、長短對所測結(jié)果并無影響。當(dāng)壓力差一定時，

A-B越小，R值越大，讀數(shù)誤差越小，有利于提高測量精確度，所以，為提高U形管壓差計的測量精度，應(yīng)盡可能選擇與被測流體的密度相差較小的指示劑。若被測流體為氣體，因為氣體的密度要比液體的密度小得多，所以

A-B≈A，則有：p1-p2≈AgRU形管壓差計真空度表壓力U形管壓差計大氣管道當(dāng)管道內(nèi)的壓力大于大氣壓時，測量值反映的是設(shè)備或管道內(nèi)的絕對壓力與大氣壓力之差，也就是表壓力。U形管壓差計大氣管道當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的壓力小于大氣壓時，測量值反映的是設(shè)備或管道內(nèi)的大氣壓力與絕對壓