Date1化工原理 绪论学习目标：1.掌握流体的压力的概念；2.理解压力的单位及其表示方法；3.掌握流体静力学基本方程式及其应用Date2化工原理 绪论1.流体的压力流体垂直作用于单位面积的压力称为流体的静压强，简称压强习惯上也把压强称为压力其表达式为：p —— 流体的静压力， Pa；F —— 垂直作用于流体表面的压力， N;A ——作用面的面积， m2Date3化工原理 绪论换算关系：1大气压(atm)=0.101325兆帕(MPa)=1.02041千克力/厘米2 (kgf/cm2）=10.33mH2O =760mmHg 帕斯卡, Pa, N/m2 (SI); 标准大气压, atm；某流体柱高度; at（kgf/cm2）等 注意：用液柱高度表示压力时，必须指明流体的种类，如 600mmHg，10mH2O等 当液体的密度为，液柱高度为h，则静压强p可表示为：2.压强的常用单位Date4化工原理 绪论3.压力的表示方法a.绝对压力：以绝对真空(即零大气压)为基准测得的压力b.表压：当流体的绝对压力大于外界大气压力时，以大气压为基准测得的压力，它与绝对压力的关系，可用下式表示： c.真空度：当流体的绝对压力小于外界大气压力时，以大气压为基准测得的压力，它与绝对压力的关系，即：表压＝绝对压力－大气压力真空度＝大气压力－绝对压力计量基准不同，流体的压力有不同的表示方法。
Date5化工原理 绪论表 压 = 绝对压力 － 大气压力真空度 = 大气压力 － 绝对压力绝对压力 绝对压力 绝对真空 表压 真空度 大气压 注意：为避免绝对压力、表压力、真空度三者的相互混淆，在 工程上，对表压力和真空度均加以标注，如200kPa（表压）等压力表真空表绝对压力、表压力和真空度的关系如下：Date6化工原理 绪论4.流体静力学基本方程 p0p2p1z1z2G如图所示液柱，其截面积为A，液柱上下端与基准水平面的垂直距离分别为z1，z2解：对液柱进行受力分析：（1）上端面所受总压力P1为： （2）下端面所受总压力P2为： 方向向下方向向上流体静力学平衡方程研究流体在重力场中处于静止时所受的压力和重力的平衡规律，描述流体内部的压力与所处位置的关系Date7化工原理 绪论（3）液柱的重力方向向下液柱处于静止时，上述三项力的合力为零:静力 学基 本方 程 压力形式（单位Pa）能量形式（单位J/kg）Date8化工原理 绪论若在液面上取一段高为h液柱，即p1=p0，则Date9化工原理 绪论从静力学方程可以看出：（1）适用于重力场中静止、连续的、同种、不可压缩性流体，任一点的压力与液体的密度、深度成正比。
——单位质量流体所具有的位能，J/kg；——单位质量流体所具有的静压能，J/kg3）物理意义：(2）在静止的、连续的同种液体内，处于同一水平面上各点的压力处处相等压力相等的面称为等压面 在同一静止流体中，处在不同位置流体的位能和静压能各不相同，但二者可以转换，其总和保持不变 Date10化工原理 绪论（5）压力具有传递性：液面上方压力变化时，液体内部各点的压力也将发生相应的变化 （4）对于上底面取在容器的液面上的液柱，有：可见，压力及压力差的大小可用液柱高度来表示必须表明何种液体Date11化工原理 绪论例1 如附图所示，密闭容器中存有密度为900kg/m3的液体容器上方的压力表读数为42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m，其读数为58kPa试计算液面到下方测压口的距离 解：液面下测压口处压力mh gpp36.255.0 81.990010)4258(312=+ ´´-=+-= rDate12化工原理 绪论(1)压力及压力差的测量——液柱压差计a. U形管压差计——U型玻璃管，内装指示液A与A为等压面，即p1p2mRAA ’5.静力学基本方程的应用如右图所示，测设备中两点之间的压差，设指示液的密度为 ，被测流体的密度为 。
Date13化工原理 绪论所以整理得若被测流体是气体， ，则有而Date14化工原理 绪论测压U形管指示液的选取原则：Ø 指示液与被测流体不互溶，不发生化学反应；Ø 其密度要大于被测流体密度，一般选用水银、四氯化碳、水、液体石蜡等Ø 应根据被测流体的种类及压差的大小选择指示液 Date15化工原理 绪论注意：当U形管一端与被测点连接、另一端与大气相通时，可以测流体的表压或真空度； 表压真空度p1pap2paU型压差计所测的压差的大小与被测流体及指示剂的密度、读数R有关，而与U管压差计放置的位置无关Date16化工原理 绪论b.微差压差计扩大室内径与U管内径之比应大于10，指示剂A液面差R较大，指示剂C液面变化很小密度接近但不互溶的两种指示液A和C，且 ；又称为双液体U管压差计——适用于压差较小的场合Date17化工原理 绪论可见，对于密度小的空气，例2 水平管道中两点间连接一U形压差计，指示液为汞已知压差计的读数为30mm，试分别计算管内流体为（1）水；（2）压力为101.3kPa、温度为20℃的空气时压力差.解: (1)p1p2mR AA ’(2)空气密度Date18化工原理 绪论(2)液位的测量 目的：实现对化工生产中设备内液位的控制。
a.近距离液位测量装置 压差计读数R反映出容器内的液面高度 液面越高，h越小，压差计读数R 越小；当液面达到最高时，h为 零，R亦为零Date19化工原理 绪论b.远距离液位测量装置 而所以 AB管道中充满氮气，其密度较小，近似认为 Date20化工原理 绪论例3 为测定贮罐中油品的贮存量，采用下图所示的远距离液位测量装置已知贮罐为圆筒形，其直径为1.6m，吹气管底部与贮罐底的距离为0.3m，油品的密度为850 kg/m3 若测得U形压差计读数R为150mmHg，试确定贮罐中油品的贮存量，分别以体积及质量表示指示剂为汞)AB1.6m解：Date21化工原理 绪论3）液封高度的计算 液封作用：确保设备安全：当设备内压力超过规定值时，气体从液封管排出；防止气柜内气体泄漏：对于常压可燃气体，用液体形成密封，适用于密封的内外压差不是很大，而密封要求比较高或者不太适合安装阀门的地方溢流液封：防止洗涤塔中气体随洗涤剂一起泄出设备Date22化工原理 绪论液封用的介质不与密封的物质发生反应，通常用水或油液封高度：Date23化工原理 绪论例4 为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。
已知煤气压力为10kPa（表压），试求水封管插入液面下的深度h 解: 煤气表压Date24化工原理 绪论Date25化工原理 绪论。