硅酸盐热工基础---1.1(国)流体的物理性质

硅酸盐热工基础的全套教学课件

1.1流体的物理性质 流体的物理性质

1 流体力学基础

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1.1流体的物理性质 1.2流体静力学基础 1.3流体动力学基础 1.4流体阻力及管路计算

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

液体和气体的总称 流体 —液体和气体的总称

单击此处编辑母版标题样式从 从 从 单击此处编辑母版副标题样式 研 研 研 究 对 象 分

研究流体平衡和运动规律的科学 流体力学 —研究流体平衡和运动规律的科学

液体力学 气体力学

究 内 容 分

流体静力学 流体动力学

究 方 法 分

理论流体力学 实验流体力学

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

单击此处编辑母版标题样式流体具有流动性

流体 与 单击此处编辑母版副标题样式 固体区别固体没有流动性

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

液体与气体的主要区别

单击此处编辑母版标题样式 气体可压缩 单击此处编辑母版副标题样式 液体不可压缩

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

1.1流体的物理性质 流体的物理性质1.1.1流体的密度 流体的密度(1)流体密度的定义及计算 ) 定义：单位体积流体的质量。符号“ ” 单位： 定义：单位体积流体的质量。符号“ρ”,单位：3 3

单击此处编辑母版标题样式 kg/m 或kg/Bm 。均质流体：

单击此处编辑母版副标题样式标态低压气体： ρ0 =

m ρ = V

M 22 4流体 摩尔质量

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

混合流体： 混合气体

ρm = x1ρ1 + x2 ρ2 + ...... n ρn = ∑xi ρi xi=1

n

单击此处编辑母版标题样式 混合液体 a a aρm =1 =

ρ1

1

+

ρ2

2

+ ......

n

n

ρn

∑ρi =1

1 aii

单击此处编辑母版副标题样式χi—混合气体中各种气体的体积百分比 ； 混合气体中各种气体的体积百分比,%; 混合气体中各种气体的体积百分比 αi—混合液体中各种液体的质量百分比，% 混合液体中各种液体的质量百分比， 混合液体中各种液体的质量百分比 ρi—气体或液体混合物中各组分的密度，㎏/m3; 气体或液体混合物中各组分的密度，㎏/ 气体或液体混合物中各组分的密度，㎏/6

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

(2)流体的密度与温度、压力的关系 )流体的密度与温度、 1)液体：工程上液体的密度看作与温度、压力无关。 液体：工程上液体的密度看作与温度、压力无关。 液体 2)气体：密度与温度和压力有关。 气体：密度与温度和压力有关。 气体PV P PV P = = 单击此处编辑母版标题样式 T T Tρ T ρ0 0 0 0 0 0

理想气体： 理想气体：

T0 P ρ = ρ0 TP 0 单击此处编辑母版副标题样式工业窑

炉(P≈P0): 工业窑炉T0、P0、 ρ0 、 标态时的温度、 标态时的温度、 压力、 压力、密度

T0 1 ρ = ρ0 = ρ0 T 1 + βt分析： 分析： t↑, ρ ↓;t↓, ρ ↑

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

【例】已知烟气的体积组成百分组成为：H2O12%, 例 CO218%,N270%,求此烟气标态在及200℃的密度。 【解】标态密度： 解

单击此处编辑母版标题样式 18 44 28i =1

ρ m 0 = ∑ xi ρ i 0= 0.12 ×

n

单击此处编辑母版副标题样式200℃时的烟气密度：ρ m = ρ m.0T0 T 273 = 0.756(kg / m 3 ) 273 + 2008

22.4 = 1.325( kg / m 3 )

+ 0.18 ×

22.4

+ 0.7 ×

22.4

= 1.325 ×

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

1.1.2、流体的连续性 、(1)连续介质假设 连续介质假设 流体看成是由大量的连续质点组成的连续的介质， 流体看成是由大量的连续质点组成的连续的介质，

单击此处编辑母版标题样式 没有空隙 。 质点尺寸：大于分子平均自由程的100倍。 质点尺寸：大于分子平均自由程的100倍 100 (2)连续介质假设给分析问题带来的方便 连续介质假设给分析问题带来的方便 单击此处编辑母版副标题样式

每个质点是一个含有大量分子的集团， 每个质点是一个含有大量分子的集团，质点之间

①不考虑复杂的微观分子运动，只考虑在外力作 不考虑复杂的微观分子运动， 用下的宏观机械运动。 用下的宏观机械运动。 ②能运用数学分析的连续函数工具。 能运用数学分析的连续函数工具

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

1.1.3流体的压缩性和膨胀性 流体的压缩性和膨胀性 1.1.3.1流体的压缩性 流体的压缩性 定义： 定义：流体在外力作用下改变自身容

单击此处编辑母版标题样式表示： 表示：温度一定,P ↑, V ↓ 温度一定

积的特性。 积的特性。

1 dV 1 ( )or ( m 2 / N ) βp = 单击此处编辑母版副标题样式 Pa V dp

压缩系数β 当温度不变时，压强每增加1帕时 帕时， 压缩系数βp :当温度不变时，压强每增加 帕时，流体体积的相对变化率。 流体体积的相对变化率。10

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1.1流体的物理性质 流体的物理性质

某一压强△ 范围内的平均压缩系数 范围内的平均压缩系数： 某一压强△p范围内的平均压缩系数：

βp =

1 V V p

(m 2 / N )特殊情况：压 特殊情况 压 强变化很大， 强变化很大， 考虑压缩性

单击此处编辑母版标题样式 压缩系数很小， 液体—压缩系数很小 液体 压缩系数很小，不可压缩流体 单击此处编辑母版副标题样式p 理想气体： 理想气体：V = V0 0 或 V2 = V1 p1 p p2温度一定， 温度一定，P↑—— V↓ ↓11

流体压缩性的区别: 流体压缩性的区别

气体—压缩系数很大，

气体 压缩系数很大，为可压缩流体

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