化工原理第一章流體靜力學(xué)1化工原理第一章流體靜力學(xué)1第一章流體流動(dòng)

1.研究流體流動(dòng)問(wèn)題的重要性流體是氣體與液體的總稱。流體流動(dòng)是最普遍的化工單元操作之一；研究流體流動(dòng)問(wèn)題也是研究其它化工單元操作的重要基礎(chǔ)。2第一章流體流動(dòng)1.研究流體流動(dòng)問(wèn)33442.連續(xù)介質(zhì)假定

假定流體是由無(wú)數(shù)內(nèi)部緊密相連、彼此間沒(méi)有間隙的流體質(zhì)點(diǎn)（或微團(tuán)）所組成的連續(xù)介質(zhì)。質(zhì)點(diǎn)：由大量分子構(gòu)成的微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸、遠(yuǎn)大于分子自由程。工程意義：利用連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)工具，從宏觀研究流體。52.連續(xù)介質(zhì)假定53.流體的特征具有流動(dòng)性；無(wú)固定形狀，隨容器形狀而變化；受外力作用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。不可壓縮流體：流體的體積不隨壓力變化而變化，如液體；可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，如氣體。63.流體的特征具有流動(dòng)性；不可壓縮流體：流體的體積不1.1流體靜力學(xué)1.1.1密度一、定義單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。kg/m3

二、單組分密度液體密度僅隨溫度變化（極高壓力除外），其變化關(guān)系可從手冊(cè)中查得。71.1流體靜力學(xué)1.1.1密度kg/m3二、單組013×105Pa=760mmHg=10.表壓或真空度以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。3流體靜力學(xué)平衡方程（1）近距離液位測(cè)量裝置下之值，若條件不同，則密度需進(jìn)行換算。（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置設(shè)指示液的密度為，壓力及壓力差的測(cè)量（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端與被測(cè)點(diǎn)連接、另一端與大氣相通時(shí)，也可測(cè)得流體的表壓或真空度；可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，（4）傾斜式壓差計(jì)例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。1m,Z2=0.化關(guān)系可從手冊(cè)中查得。壓力及壓力差的測(cè)量質(zhì)點(diǎn)：由大量分子構(gòu)成的微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備3流體靜力學(xué)平衡方程如600mmHg，10mH2O等?！?dú)怏w混合物中各組分的摩爾(體積)分率。013×105Pa=760mmHg=10.氣體當(dāng)壓力不太高、溫度不太低時(shí)，可按理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算：

注意：手冊(cè)中查得的氣體密度都是在一定壓力與溫度下之值，若條件不同，則密度需進(jìn)行換算。8013×105Pa=760mmHg=10.氣體當(dāng)三、混合物的密度混合氣體各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有

——?dú)怏w混合物中各組分的體積分率。

或——混合氣體的平均摩爾質(zhì)量

——?dú)怏w混合物中各組分的摩爾(體積)分率。

9三、混合物的密度混合氣體各組分在混合前后質(zhì)量不變，混合液體假設(shè)各組分在混合前后體積不變，則有

——液體混合物中各組分的質(zhì)量分率。

四、比容單位質(zhì)量流體具有的體積，是密度的倒數(shù)。m3/kg10混合液體假設(shè)各組分在混合前后體積不變，則有——液體

1.1.2壓力流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的靜壓強(qiáng)，習(xí)慣上又稱為壓力。

一、壓力的特性

流體壓力與作用面垂直，并指向該作用面；任意界面兩側(cè)所受壓力，大小相等、方向相反；作用于任意點(diǎn)不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同。二、壓力的單位

SI制：N/m2或Pa；111.1.2壓力流體垂直作用于單位面積上的力或以流體柱高度表示：注意：用液柱高度表示壓力時(shí)，必須指明流體的種類，如600mmHg，10mH2O等。

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系：1atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O三、壓力的表示方法

絕對(duì)壓力以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。

表壓或真空度以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。12或以流體柱高度表示：注意：用液柱高度表示壓力時(shí)，必須指明流表壓=絕對(duì)壓力－大氣壓力真空度=大氣壓力－絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力

絕對(duì)壓力

絕對(duì)真空

表壓

真空度

大氣壓

13表壓=絕對(duì)壓力－大氣壓力絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力1.1.3流體靜力學(xué)平衡方程

一、靜力學(xué)基本方程

重力場(chǎng)中對(duì)液柱進(jìn)行受力分析：（1）上端面所受總壓力（2）下端面所受總壓力（3）液柱的重力設(shè)流體不可壓縮，p0p2p1z1z2G方向向下方向向上方向向下141.1.3流體靜力學(xué)平衡方程一、靜力學(xué)基本方程重力場(chǎng)液柱處于靜止時(shí)，上述三項(xiàng)力的合力為零:——靜力學(xué)基本方程

壓力形式能量形式15液柱處于靜止時(shí)，上述三項(xiàng)力的合力為零:——靜力學(xué)基本方程壓討論：（1）適用于重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮性流體；（2）物理意義：——單位質(zhì)量流體所具有的位能，J/kg；——單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg。在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。16討論：（1）適用于重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮性流體；—（3）在靜止的、連續(xù)的同種流體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓力處處相等。壓力相等的面稱為等壓面。（4）壓力具有傳遞性：液面上方壓力變化時(shí)，液體內(nèi)部各點(diǎn)的壓力也將發(fā)生相應(yīng)的變化。

17（3）在靜止的、連續(xù)的同種流體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓力二、靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用

1.壓力及壓力差的測(cè)量

（1）U形壓差計(jì)

設(shè)指示液的密度為，被測(cè)流體的密度為。

A與A′面為等壓面，即而p1p2mRAA’18二、靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用1.壓力及壓力差的測(cè)量（1）U所以整理得若被測(cè)流體是氣體，，則有19所以整理得若被測(cè)流體是氣體，，則有19討論：（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端與被測(cè)點(diǎn)連接、另一端與大氣相通時(shí)，也可測(cè)得流體的表壓或真空度；

表壓真空度p1pap1pa20討論：（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端（2）指示液的選?。褐甘疽号c被測(cè)流體不互溶，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；其密度要大于被測(cè)流體密度。應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體的種類及壓差的大小選擇指示液。

21（2）指示液的選?。?1單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。3流體靜力學(xué)平衡方程適用于壓差較小的場(chǎng)合。相對(duì)于某一基準(zhǔn)面，各指示液界面高度分別為例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。壓力及壓力差的測(cè)量混合氣體各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有化工原理第一章流體靜力學(xué)適用于壓差較小的情況?！旌蠚怏w的平均摩爾質(zhì)量1m,Z2=0.其密度要大于被測(cè)流體密度。（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置不可壓縮流體：流體的體積不隨壓力變化而變化，指示劑密度小于被測(cè)流體密度，適用于壓差較大的情況。（2）雙液體U管壓差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系：0m,Z6=0.設(shè)指示液的密度為，真空度=大氣壓力－絕對(duì)壓力思考：若U形壓差計(jì)安裝在傾斜管路中，此時(shí)讀數(shù)R反映了什么？p1p2z2RAA’z122單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。思考：若U形壓差計(jì)安裝在（2）雙液體U管壓差計(jì)

擴(kuò)大室內(nèi)徑與U管內(nèi)徑之比應(yīng)大于10。密度接近但不互溶的兩種指示液A和C；適用于壓差較小的場(chǎng)合。23（2）雙液體U管壓差計(jì)擴(kuò)大室內(nèi)徑與U管內(nèi)徑之比應(yīng)大于10（3）倒U形壓差計(jì)

指示劑密度小于被測(cè)流體密度，如空氣作為指示劑

（5）復(fù)式壓差計(jì)

（4）傾斜式壓差計(jì)

適用于壓差較小的情況。適用于壓差較大的情況。24（3）倒U形壓差計(jì)指示劑密度小于被測(cè)流體密度例1-1

如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。為測(cè)量流體在某截面處的壓力，直接在該處連接一U形壓差計(jì)，指示液為水銀，讀數(shù)R＝250mm，h＝900mm。已知當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa，水的密度1000kg/m3，水銀的密度13600kg/m3。試計(jì)算該截面處的壓力。

25例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。為測(cè)量流體在某截例1-2如附圖所示，蒸汽鍋爐上裝一復(fù)式壓力計(jì)，指示液為水銀，兩U形壓差計(jì)間充滿水。相對(duì)于某一基準(zhǔn)面，各指示液界面高度分別為Z0=2.1m,Z2=0.9m,Z4=2.0m,Z6=0.7m,Z7=2.5m。試計(jì)算鍋爐內(nèi)水面上方的蒸汽壓力。26例1-2如附圖所示，蒸汽鍋爐上裝一復(fù)式壓力計(jì)，指示液為水2.液位測(cè)量

（1）近距離液位測(cè)量裝置

壓差計(jì)讀數(shù)R反映出容器內(nèi)的液面高度。

液面越高，h越小，壓差計(jì)讀數(shù)R越小；當(dāng)液面達(dá)到最高時(shí)，h為零，R亦為零。272.液位測(cè)量（1）近距離液位測(cè)量裝置壓差計(jì)讀設(shè)指示液的密度為，例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。（1）適用于重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮性流體；（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置試計(jì)算該截面處的壓力。適用于壓差較小的場(chǎng)合。（1）近距離液位測(cè)量裝置在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。試計(jì)算該截面處的壓力。表壓或真空度以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。受外力作用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。真空度=大氣壓力－絕對(duì)壓力設(shè)指示液的密度為，可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，研究流體流動(dòng)問(wèn)題也是研究其它化工單元操作的重要基礎(chǔ)。013×105Pa=760mmHg=10.——混合氣體的平均摩爾質(zhì)量任意界面兩側(cè)所受壓力，大小相等、方向相反；思考：若U形壓差計(jì)安裝在傾斜管路中，此時(shí)讀數(shù)——單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg。適用于壓差較小的情況。設(shè)指示液的密度為，013×105Pa=760mmHg=10.（1）近距離液位測(cè)量裝置0m,Z6=0.（1）近距離液位測(cè)量裝置液體密度僅隨溫度變化（極高壓力除外），其變相對(duì)于某一基準(zhǔn)面，各指示液界面高度分別為第一章流體流動(dòng)適用于壓差較小的情況。研究流體流動(dòng)問(wèn)題的重要性研究流體流動(dòng)問(wèn)題也是研究其它化工單元操作的重要基礎(chǔ)。（2）雙液體U管壓差計(jì)指示劑密度小于被測(cè)流體密度，在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。1m,Z2=0.——單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg。密度接近但不互溶的兩種指示單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度?！旌蠚怏w的平均摩爾質(zhì)量氣體當(dāng)壓力不太高、溫度不太低時(shí)，可按理想（4）傾斜式壓差計(jì)0m,Z6=0.設(shè)指示液的密度為，設(shè)指示液的密度為，013×105Pa=760mmHg=10.絕對(duì)壓力以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。重力場(chǎng)中對(duì)液柱進(jìn)行受力分析：（2）雙液體U管壓差計(jì)（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端與被測(cè)點(diǎn)連接、另一端與大氣相通時(shí)，也可測(cè)得流體的表壓或真空度；SI制：N/m2或Pa；氣體當(dāng)壓力不太高、溫度不太低時(shí)，可按理想重力場(chǎng)中對(duì)液柱進(jìn)行受力分析：表壓或真空度以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。尺寸、遠(yuǎn)大于分子自由程。密度接近但不互溶的兩種指示例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)?；旌蠚怏w各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有適用于壓差較大的情況。試計(jì)算鍋爐內(nèi)水面上方（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置指示液與被測(cè)流體不互溶，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；任意界面兩側(cè)所受壓力，大小相等、方向相反；混合氣體各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有如液體；適用于壓差較大的情況。適用于壓差較大的情況。在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。被測(cè)流體的密度為。思考：若U形壓差計(jì)安裝在傾斜管路中，此時(shí)讀數(shù)不可壓縮流體：流體的體積不隨壓力變化而變化，壓力相等的面稱為等壓面。設(shè)指示液的密度為，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系：受外力作用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系：（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端與被測(cè)點(diǎn)連接、另一端與大氣相通時(shí)，也可測(cè)得流體的表壓或真空度；思考：若U形壓差計(jì)安裝在傾斜管路中，此時(shí)讀數(shù)如液體；指示劑密度小于被測(cè)流體密度，——單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg。（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端與被測(cè)點(diǎn)連接、另一端與大氣相通時(shí)，也可測(cè)得流體的表壓或真空度；（1）上端面所受總壓力（1）近距離液位測(cè)量裝置假定流體是由無(wú)數(shù)內(nèi)部緊密相連、彼此間沒(méi)有——液體混合物中各組分的質(zhì)量分率。適用于壓差較大的情況。真空度=大氣壓力－絕對(duì)壓力（2）雙液體U管壓差計(jì)任意界面兩側(cè)所受壓力，大小相等、方向相反；質(zhì)點(diǎn)：由大量分子構(gòu)成的微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備受外力作用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。指示劑密度小于被測(cè)流體密度，不可壓縮流體：流體的體積不隨壓力變化而變化，作用于任意點(diǎn)不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同。相對(duì)于某一基準(zhǔn)面，各指示液界面高度分別為試計(jì)算該截面處的壓力。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系：（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置流體壓力與作用面垂直，并指向該作用面；可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置

管道中充滿氮?dú)?，其密度較小，近似認(rèn)為

而所以

AB28設(shè)指示液的密度為，適用于壓差較小的情況。（4）傾斜式化工原理第一章流體靜力學(xué)29化工原理第一章流體靜力學(xué)1第一章流體流動(dòng)

1.研究流體流動(dòng)問(wèn)題的重要性流體是氣體與液體的總稱。流體流動(dòng)是最普遍的化工單元操作之一；研究流體流動(dòng)問(wèn)題也是研究其它化工單元操作的重要基礎(chǔ)。30第一章流體流動(dòng)1.研究流體流動(dòng)問(wèn)3133242.連續(xù)介質(zhì)假定

假定流體是由無(wú)數(shù)內(nèi)部緊密相連、彼此間沒(méi)有間隙的流體質(zhì)點(diǎn)（或微團(tuán)）所組成的連續(xù)介質(zhì)。質(zhì)點(diǎn)：由大量分子構(gòu)成的微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸、遠(yuǎn)大于分子自由程。工程意義：利用連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)工具，從宏觀研究流體。332.連續(xù)介質(zhì)假定53.流體的特征具有流動(dòng)性；無(wú)固定形狀，隨容器形狀而變化；受外力作用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。不可壓縮流體：流體的體積不隨壓力變化而變化，如液體；可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，如氣體。343.流體的特征具有流動(dòng)性；不可壓縮流體：流體的體積不1.1流體靜力學(xué)1.1.1密度一、定義單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。kg/m3

二、單組分密度液體密度僅隨溫度變化（極高壓力除外），其變化關(guān)系可從手冊(cè)中查得。351.1流體靜力學(xué)1.1.1密度kg/m3二、單組013×105Pa=760mmHg=10.表壓或真空度以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。3流體靜力學(xué)平衡方程（1）近距離液位測(cè)量裝置下之值，若條件不同，則密度需進(jìn)行換算。（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置設(shè)指示液的密度為，壓力及壓力差的測(cè)量（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端與被測(cè)點(diǎn)連接、另一端與大氣相通時(shí)，也可測(cè)得流體的表壓或真空度；可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，（4）傾斜式壓差計(jì)例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。1m,Z2=0.化關(guān)系可從手冊(cè)中查得。壓力及壓力差的測(cè)量質(zhì)點(diǎn)：由大量分子構(gòu)成的微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備3流體靜力學(xué)平衡方程如600mmHg，10mH2O等。——?dú)怏w混合物中各組分的摩爾(體積)分率。013×105Pa=760mmHg=10.氣體當(dāng)壓力不太高、溫度不太低時(shí)，可按理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算：

注意：手冊(cè)中查得的氣體密度都是在一定壓力與溫度下之值，若條件不同，則密度需進(jìn)行換算。36013×105Pa=760mmHg=10.氣體當(dāng)三、混合物的密度混合氣體各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有

——?dú)怏w混合物中各組分的體積分率。

或——混合氣體的平均摩爾質(zhì)量

——?dú)怏w混合物中各組分的摩爾(體積)分率。

37三、混合物的密度混合氣體各組分在混合前后質(zhì)量不變，混合液體假設(shè)各組分在混合前后體積不變，則有

——液體混合物中各組分的質(zhì)量分率。

四、比容單位質(zhì)量流體具有的體積，是密度的倒數(shù)。m3/kg38混合液體假設(shè)各組分在混合前后體積不變，則有——液體

1.1.2壓力流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的靜壓強(qiáng)，習(xí)慣上又稱為壓力。

一、壓力的特性

流體壓力與作用面垂直，并指向該作用面；任意界面兩側(cè)所受壓力，大小相等、方向相反；作用于任意點(diǎn)不同方向上的壓力在數(shù)值上均相同。二、壓力的單位

SI制：N/m2或Pa；391.1.2壓力流體垂直作用于單位面積上的力或以流體柱高度表示：注意：用液柱高度表示壓力時(shí)，必須指明流體的種類，如600mmHg，10mH2O等。

標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系：1atm=1.013×105Pa=760mmHg=10.33mH2O三、壓力的表示方法

絕對(duì)壓力以絕對(duì)真空為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。

表壓或真空度以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。40或以流體柱高度表示：注意：用液柱高度表示壓力時(shí)，必須指明流表壓=絕對(duì)壓力－大氣壓力真空度=大氣壓力－絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力

絕對(duì)壓力

絕對(duì)真空

表壓

真空度

大氣壓

41表壓=絕對(duì)壓力－大氣壓力絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力1.1.3流體靜力學(xué)平衡方程

一、靜力學(xué)基本方程

重力場(chǎng)中對(duì)液柱進(jìn)行受力分析：（1）上端面所受總壓力（2）下端面所受總壓力（3）液柱的重力設(shè)流體不可壓縮，p0p2p1z1z2G方向向下方向向上方向向下421.1.3流體靜力學(xué)平衡方程一、靜力學(xué)基本方程重力場(chǎng)液柱處于靜止時(shí)，上述三項(xiàng)力的合力為零:——靜力學(xué)基本方程

壓力形式能量形式43液柱處于靜止時(shí)，上述三項(xiàng)力的合力為零:——靜力學(xué)基本方程壓討論：（1）適用于重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮性流體；（2）物理意義：——單位質(zhì)量流體所具有的位能，J/kg；——單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg。在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。44討論：（1）適用于重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮性流體；—（3）在靜止的、連續(xù)的同種流體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓力處處相等。壓力相等的面稱為等壓面。（4）壓力具有傳遞性：液面上方壓力變化時(shí)，液體內(nèi)部各點(diǎn)的壓力也將發(fā)生相應(yīng)的變化。

45（3）在靜止的、連續(xù)的同種流體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓力二、靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用

1.壓力及壓力差的測(cè)量

（1）U形壓差計(jì)

設(shè)指示液的密度為，被測(cè)流體的密度為。

A與A′面為等壓面，即而p1p2mRAA’46二、靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用1.壓力及壓力差的測(cè)量（1）U所以整理得若被測(cè)流體是氣體，，則有47所以整理得若被測(cè)流體是氣體，，則有19討論：（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端與被測(cè)點(diǎn)連接、另一端與大氣相通時(shí)，也可測(cè)得流體的表壓或真空度；

表壓真空度p1pap1pa48討論：（1）U形壓差計(jì)可測(cè)系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差，當(dāng)將U形管一端（2）指示液的選?。褐甘疽号c被測(cè)流體不互溶，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；其密度要大于被測(cè)流體密度。應(yīng)根據(jù)被測(cè)流體的種類及壓差的大小選擇指示液。

49（2）指示液的選?。?1單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。3流體靜力學(xué)平衡方程適用于壓差較小的場(chǎng)合。相對(duì)于某一基準(zhǔn)面，各指示液界面高度分別為例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。壓力及壓力差的測(cè)量混合氣體各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有化工原理第一章流體靜力學(xué)適用于壓差較小的情況?！旌蠚怏w的平均摩爾質(zhì)量1m,Z2=0.其密度要大于被測(cè)流體密度。（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置不可壓縮流體：流體的體積不隨壓力變化而變化，指示劑密度小于被測(cè)流體密度，適用于壓差較大的情況。（2）雙液體U管壓差計(jì)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的換算關(guān)系：0m,Z6=0.設(shè)指示液的密度為，真空度=大氣壓力－絕對(duì)壓力思考：若U形壓差計(jì)安裝在傾斜管路中，此時(shí)讀數(shù)R反映了什么？p1p2z2RAA’z150單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。思考：若U形壓差計(jì)安裝在（2）雙液體U管壓差計(jì)

擴(kuò)大室內(nèi)徑與U管內(nèi)徑之比應(yīng)大于10。密度接近但不互溶的兩種指示液A和C；適用于壓差較小的場(chǎng)合。51（2）雙液體U管壓差計(jì)擴(kuò)大室內(nèi)徑與U管內(nèi)徑之比應(yīng)大于10（3）倒U形壓差計(jì)

指示劑密度小于被測(cè)流體密度，如空氣作為指示劑

（5）復(fù)式壓差計(jì)

（4）傾斜式壓差計(jì)

適用于壓差較小的情況。適用于壓差較大的情況。52（3）倒U形壓差計(jì)指示劑密度小于被測(cè)流體密度例1-1

如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。為測(cè)量流體在某截面處的壓力，直接在該處連接一U形壓差計(jì)，指示液為水銀，讀數(shù)R＝250mm，h＝900mm。已知當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3kPa，水的密度1000kg/m3，水銀的密度13600kg/m3。試計(jì)算該截面處的壓力。

53例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。為測(cè)量流體在某截例1-2如附圖所示，蒸汽鍋爐上裝一復(fù)式壓力計(jì)，指示液為水銀，兩U形壓差計(jì)間充滿水。相對(duì)于某一基準(zhǔn)面，各指示液界面高度分別為Z0=2.1m,Z2=0.9m,Z4=2.0m,Z6=0.7m,Z7=2.5m。試計(jì)算鍋爐內(nèi)水面上方的蒸汽壓力。54例1-2如附圖所示，蒸汽鍋爐上裝一復(fù)式壓力計(jì)，指示液為水2.液位測(cè)量

（1）近距離液位測(cè)量裝置

壓差計(jì)讀數(shù)R反映出容器內(nèi)的液面高度。

液面越高，h越小，壓差計(jì)讀數(shù)R越??；當(dāng)液面達(dá)到最高時(shí)，h為零，R亦為零。552.液位測(cè)量（1）近距離液位測(cè)量裝置壓差計(jì)讀設(shè)指示液的密度為，例1-1如附圖所示，水在水平管道內(nèi)流動(dòng)。（1）適用于重力場(chǎng)中靜止、連續(xù)的同種不可壓縮性流體；（2）遠(yuǎn)距離液位測(cè)量裝置試計(jì)算該截面處的壓力。適用于壓差較小的場(chǎng)合。（1）近距離液位測(cè)量裝置在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。試計(jì)算該截面處的壓力。表壓或真空度以大氣壓為基準(zhǔn)測(cè)得的壓力。受外力作用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。真空度=大氣壓力－絕對(duì)壓力設(shè)指示液的密度為，可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，研究流體流動(dòng)問(wèn)題也是研究其它化工單元操作的重要基礎(chǔ)。013×105Pa=760mmHg=10.——混合氣體的平均摩爾質(zhì)量任意界面兩側(cè)所受壓力，大小相等、方向相反；思考：若U形壓差計(jì)安裝在傾斜管路中，此時(shí)讀數(shù)——單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg。適用于壓差較小的情況。設(shè)指示液的密度為，013×105Pa=760mmHg=10.（1）近距離液位測(cè)量裝置0m,Z6=0.（1）近距離液位測(cè)量裝置液體密度僅隨溫度變化（極高壓力除外），其變相對(duì)于某一基準(zhǔn)面，各指示液界面高度分別為第一章流體流動(dòng)適用于壓差較小的情況。研究流體流動(dòng)問(wèn)題的重要性研究流體流動(dòng)問(wèn)題也是研究其它化工單元操作的重要基礎(chǔ)。（2）雙液體U管壓差計(jì)指示劑密度小于被測(cè)流體密度，在同一靜止流體中，處在不同位置流體的位能和靜壓能各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其總和保持不變。1m,Z2=0.——單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能，J/kg。密度接近但不互溶的兩種指示單位體積流體的質(zhì)量，稱為流體的密度。——混合氣體