【正文】 上式中各項的單位都是長度的單位 （ m） ， 因此常把 z、u2/2g、 p/ρg與 Hf分別稱為位壓頭 、 動壓頭 、 靜壓頭和壓頭損失 ，He 則是輸送設備對流體所提供的能量稱為外加壓頭 。 圖 18 典型化工流動系統(tǒng) 第 1章 流體流動 30 1kg流體從 1— 139。 流體流動時必然要消耗一部分機械能來克服這些阻力 。即 (J/kg) ?pugzE ??? 221第 1章 流體流動 28 2． 外加能量和能量損失 (1)外加能量 實際流體在流動過程中 ， 經(jīng)常有機械能輸入 ， 如安裝水泵或風機 。 流體穩(wěn)定流動時的能量衡算 —— 柏努利方程 第 1章 流體流動 27 (3)靜壓能 靜止流體內(nèi)部任一處都具有相應的靜壓強 p， 流動著的流體內(nèi)部任一位置上也有靜壓強 。假設流體與基準面的距離為 z， 則 1kg流體具有的位能為 gz，相當于將 1kg流體從基準面提升到 z(m)高度所做之功 ， 其單位為 N 如果在管道兩截面之間的流體既無積聚也無漏失 ， 根據(jù)質量守恒定律 ， 單位時間內(nèi)通過管道各截面的流體質量即質量流量應當相同 。兩截面上流速和壓強隨時間而改變 ， 像這種系統(tǒng)的運動參數(shù)（ 流速 、 壓強等 ） 不但隨所在空間位置變化而且隨時間而變化的流動過程稱為非穩(wěn)定流動 。 測得兩截面上流速和壓強始終保持恒定 。因此，適宜的流速需根據(jù)經(jīng)濟權衡決定。 （ 117） AVu s?AwG s?第 1章 流體流動 21 質量流速與平均流速的關系為 （ 118） 化工管道以圓形截面居多，若以 d表示管道內(nèi)徑，則 （ 119） 或 （ 119a） 式（ 119 a）是確定輸送流體的管道直徑的最基本公式。 （ 116） 式中 A—— 與流動方向相垂直的管道截面積 ， m2。 實際上流體在管道任一截面沿徑向各點上的速度都不同 ，管道中心處速度最大 ， 越接近管壁處流速越小 ， 管壁處流速為零 。用 Vs表示 ， 單位 m3/s。 （ 114） 由式 （ 114） 可以看出 ， 容器內(nèi)的液面愈低 ， 壓差計的讀數(shù)愈大；當液面達到最大高度時 ， 壓差計讀數(shù)為零 。液位的測量同樣是依據(jù)靜止液體內(nèi)部壓強的變化規(guī)律。 2211 gzgRpgzp BAB ??? ????gRpp BA )(21 ?? ???gRpp A??? 21第 1章 流體流動 16 當 U型管一端連接大氣時 ， 測得的就是管道內(nèi)流體的表壓強或真空度 。 但在化工容器內(nèi)這種變化一般可以忽略 。 第 1章 流體流動 13 ③ 式 （ 111a） 可改寫為 上式說明壓強差的大小可以用液柱高度來表示 。 012 ??? A g hPP ?012 ??? ghpp ?)( 2112 zzgpp ??? ?第 1章 流體流動 12 （ 2） 討論 ① 當液體內(nèi)任一點 z1上的壓強 p1有任何大小改變時 ， 液體內(nèi)部 z2上的壓強 p2也有同樣的改變 。即：真空度 =大氣壓強 絕對壓強。 APp ?第 1章 流體流動 7 （ 2） 絕對壓強 、 表壓強 、 真空度 按基準點不同 ， 流體的壓強有兩種表示方法：一種是以絕對真空為起點 ， 稱為絕對壓強 ， 用 p表示 。 因此 ， 以 1kg混合液體為基準得到液體混合物的密度計算公式： （ 15） 式中 —— 液體混合物的密度 ， kg/m3； xw1， xw2, ? 本章著重討論流體流動過程的基本原理以及流體在管道內(nèi)的流動規(guī)律，并應用這些原理與規(guī)律去分析和計算流體的輸送問題。第 1章 流體流動 流體靜力學 流體動力學 流體阻力 管路計算和流量的測量 第 1章 流體流動 2 ? 液體和氣體統(tǒng)稱為流體。在水利電力工程、船舶制造、鍋爐制造、動力機械、交通運輸以及化工、冶金、礦山、機械制造及建材工業(yè)等各個生產(chǎn)部門都必須應用流體力學的知識來解決實際問題。 Vm??? 流體靜力學 流體的主要物理量 第 1章 流體流動 4 （ 2） 液體混合物的密度 液體混合時體積變化不大 ， 為了便于計算 ， 一般忽略這種變化 ， 認為各純液體混合后總體積等于各純液體的體積之和 。, xwn—— 液體混合物中各組分的質量分率； , , ???????n1i iwinwn22w11wmxxxx1????? ?m?1? 2? n?第 1章 流體流動 5 （ 3） 氣體混合物的密度 氣體混合物的密度可用加和法則計算 ， 以 1m3混合氣體為基準 ，得出計算公式： （ 16） 式中 —— 氣體混合物的密度 ， kg/m3； a1, a2, 其表達式為 （ 17） 式中 Ｐ ——垂直作用于流體截面積 A上的壓力 ， N； A——流體的截面積 ， m2； p——流體的平均靜壓力強度 （ Pa） ， 又稱靜壓強簡稱 壓強 。 令 pa為環(huán)境大氣壓強 ， 則被測流體的絕對壓強與表壓強的關系為 （ 18） appp ??表第 1章 流體流動 8 當 時，表示被測流體的壓強大于環(huán)境大氣壓強； 當 時，表示被測流體的壓強等于環(huán)境大氣壓強； 當 時 , 表示被測流體的壓強小于環(huán)境大氣壓強， 此時流體的壓強用真空度表示。 圖 11 絕對壓強、表壓強和真空度之間的關系 第 1章 流體流動 10 1．流體靜力學基本方程式 （ 1）方程式的推導 圖 12 靜止液體內(nèi)部力的平衡情況 流體靜力學基本方程式及其應用 第 1章 流體流動 11 如圖 12所示 ， 設作用在上表面上的壓力為 P1（ N） 作用在下表面上的壓力為 P2（ N） ， 液柱的重力為 W， 則得 （ 19） 把上式各項除以面積 A得 （ 110） 由于所以式 （ 110） 可寫為 （ 111） 式 （ 111） 稱為流體靜力學基本方程式 ， 說明靜止流體內(nèi)部壓強的變化規(guī)律 。 因此 ， 在靜止的同一種連續(xù)液體內(nèi) ，處于同一水平面上各點的壓強都相等 。 ④ 氣體的密度除隨溫度變化外還隨壓強發(fā)生變化 ， 因此會隨它在容器內(nèi)的位置的高低不同而變化 。 圖 13 U型管壓差計 第 1章 流體流動 15 將 U型管兩端與管道上兩截面 1— 1’與 2— 2’相連 ， 如果作用于兩截面上的靜壓強不等 ， 則對于等壓面 e— f應用式（ 111） 得 把 z1=z2+R代入上式 ， 并整理得 （ 112） 若被測流體是氣體 ， 則因為氣體的密度遠小于指示液的密度 ， 所以 （ 113） 式 （ 112） 為測量液體壓強差的計算公式 ， 式 （ 113）為測量氣體壓強差的計算公式 。 圖 14 測量管道某截面上的靜壓強 第 1章 流體流動 17 (2)液位的測量 化工生產(chǎn)中，經(jīng)常要測量和控制各種設備和容器內(nèi)的液位。 用一裝有指示