化工原理上冊(cè)課件化工原理第一章-流體流動(dòng)課件

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第一章流體流動(dòng)1.2流體靜力學(xué)2流體靜力學(xué)流體靜力學(xué)主要研究流體靜止時(shí)流體內(nèi)部各種物理量的變化規(guī)律，特別是在重力場(chǎng)作用下，靜止流體內(nèi)部的壓力變化規(guī)律3

第一章流體流動(dòng)1.2流體靜力學(xué)1.2.1流體的受力4外界作用于流體上的力體積力表面力5一、體積力體積力(bodyforce)又稱為場(chǎng)力，質(zhì)量力，是一種非接觸力。地球引力，帶電流體所受的靜電力，電流通過流體產(chǎn)生的電磁力等均為體積力。本書只涉及重力：

設(shè)流體密度為ρ，體積為V，則其所受的重力為體積力6表面力（又稱接觸力或機(jī)械力）與流體元相接觸的環(huán)境流體（有時(shí)可能是固體壁面）施加于該流體元上的力。表面力又稱為機(jī)械力，與力所作用的面積成正比。二、表面力7圖1-2作用在流體上的力二、表面力8二、表面力切向應(yīng)力法向應(yīng)力單位面積上的表面力稱為表面應(yīng)力。表面應(yīng)力9

第一章流體流動(dòng)1.2流體靜力學(xué)1.2.1流體的受力1.2.2靜止流體的壓力特性10靜止流體的壓力特性靜止的流體內(nèi)部沒有剪應(yīng)力，只有法線方向的應(yīng)力，通常將該法向應(yīng)力稱為流體的靜壓力，以p表示。流體的靜壓力11靜止流體的壓力特性在SI單位制中，壓力單位是N/m2或Pa。其他單位還有：1atm＝101300N/m2＝101.3kPa＝1.033kgf/cm2＝10.33mH2O＝760mmHg不同基準(zhǔn)壓力之間的換算壓力的單位表壓力=絕對(duì)壓力－大氣壓力真空度=大氣壓力－絕對(duì)壓力真空度=-表壓力12

第一章流體流動(dòng)1.2流體靜力學(xué)1.2.1流體的受力1.2.2靜止流體的壓力特性1.2.3流體靜力學(xué)方程13流體靜力學(xué)方程圖1-3流體靜力學(xué)方程的推導(dǎo)微元立方流體邊長(zhǎng):dx、dy、dz密度:ρ14流體靜力學(xué)方程z方向上的力（向上為正）僅為重力和靜壓力（2）作用整個(gè)微元體的重力為

（1）作用于微元體上、下底面的表面力（壓力）分別為15流體靜力學(xué)方程則z方向上力的平衡式為化簡(jiǎn)得

靜止流體的歐拉(Euler)方程16

同理，在x，y方向上：

y軸x軸流體靜力學(xué)方程17或

當(dāng)流體不可壓縮（ρ=常數(shù)）時(shí)，積分可得流體靜力學(xué)方程或

(1-11)(1-12)(1-14)總勢(shì)能守恒等壓面18靜力學(xué)基本方程式可改寫為因此，壓差的大小可用一定的液柱高度來表示流體靜力學(xué)方程(1-15)19不可壓縮流體的靜力學(xué)基本方程式反映重力場(chǎng)作業(yè)下，靜止流體內(nèi)部壓力的變化規(guī)律流體靜力學(xué)方程20應(yīng)注意，液柱高度表示壓差大小時(shí)必須指明是何種液體。圖1-4靜止液體內(nèi)部的壓力分布流體靜力學(xué)方程21流體靜力學(xué)方程靜力學(xué)方程式僅適用于連通著的同一種連續(xù)的不可壓縮靜止流體。22

第一章流體流動(dòng)1.2流體靜力學(xué)1.2.1流體的受力1.2.2靜止流體的壓力特性1.2.3流體靜力學(xué)方程1.2.4流體靜力學(xué)方程的應(yīng)用23一、壓力與壓力差的測(cè)量1.U管壓差計(jì)（U-tubemanometer）

圖1-5U管壓差計(jì)動(dòng)畫0424根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程式可得于是一、壓力與壓力差的測(cè)量25上式化簡(jiǎn)，得若被測(cè)流體為氣體，由于氣體的密度比指示液的密度小得多，氣體的密度可以忽略，于是若U管的一端與被測(cè)流體連接，另一端與大氣相通，此時(shí)讀數(shù)反映的是被測(cè)流體的表壓力。一、壓力與壓力差的測(cè)量262.雙液U管微壓差計(jì)（two-liquidmanometer）圖1-6雙液U管微壓計(jì)一、壓力與壓力差的測(cè)量27如果雙液壓差計(jì)小室內(nèi)液面差不可忽略時(shí)，式中—為小室的液面差；

d

—U管內(nèi)徑；

D

—小室內(nèi)徑。一、壓力與壓力差的測(cè)量28如果雙液壓差計(jì)小室內(nèi)液面差可忽略，則(1-17)一、壓力與壓力差的測(cè)量29二、液位的測(cè)量圖1-7壓差法測(cè)量液位動(dòng)畫2930例1-5附圖二、液位的測(cè)量動(dòng)畫3031三、液封高度的計(jì)算設(shè)備的液封也是過程工業(yè)中經(jīng)常遇到的問題，設(shè)備內(nèi)操作條件不同，采用液封的目的也就不同。流體靜力學(xué)原理可用于確定設(shè)備的液封高度。具體見[例1-6]32例1-6附圖三、液封高度的計(jì)算33練習(xí)題目思考題作業(yè)題:3、41．靜壓力有什么特性？2.不同基準(zhǔn)壓力之間的換算關(guān)系是怎樣的。3.流體靜力學(xué)方程式的應(yīng)用有哪些方面。賣油翁下課了，回顧學(xué)習(xí)一個(gè)小故事吧！學(xué)習(xí)目標(biāo)1、復(fù)述故事，深入理解文章內(nèi)容，初步把握人物形象。2、學(xué)會(huì)利用文中關(guān)鍵詞句分析人物形象。3、體會(huì)文章所揭示的深刻道理。故事發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、人物、事件的起因、經(jīng)過和結(jié)果要復(fù)述清楚?？磮D復(fù)述課文內(nèi)容自學(xué)指導(dǎo)(一)1、作者運(yùn)用哪幾種方法去刻畫人物的形象？從文中找出具體句子進(jìn)行分析。并說說你是如何看待這兩個(gè)人物的。2、從這個(gè)故事中你懂得了什么道理？自學(xué)指導(dǎo)(二)陳堯咨（善射）賣油翁（善酌）動(dòng)作神態(tài)語言睨之無他，但手熟爾以我酌油知之我亦無他，惟手熟爾汝亦知射乎吾射不亦精乎爾安敢輕吾射釋擔(dān)而立但微頷之取置覆酌瀝性格:自矜（驕傲）謙虛對(duì)比道理:熟能生巧,即使有什么長(zhǎng)處也不必驕傲自滿。忿然笑而遣之笑而遣之1、聯(lián)系生活、學(xué)習(xí)，說說熟能生巧的事例。

2、你認(rèn)為一個(gè)人應(yīng)該如何看待自己的長(zhǎng)處？又如何看待他人的長(zhǎng)處？課外延伸人外有人，天外有天。取人之長(zhǎng)，補(bǔ)己之短。自滿人十事九空，虛心人萬事可成。謙受益，滿招損。三人行，必有我?guī)熝?。擇其善者而從之，其不善者而改之。驕傲自滿是我們的一座可怕的陷阱；而且，這個(gè)陷阱是我們自己親手挖掘的。

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老舍

尺有所短；寸有所長(zhǎng)。物有所不足；智有所不明。

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屈原

1、正視自己的長(zhǎng)處，揚(yáng)長(zhǎng)避短，