第二节 流体静力学
用式（1-2）计算混合气体的密度时，应以混合气体的 平均千摩尔质量M均代替M。混合气体的平均摩尔质量M均 可按下式求得
M均= M1y 1+M2y2 +… + Mnyn 式中M1、M2…Mn——气体混合物中各组分的千摩尔质量， kg/kmol ；
y 1、 y2… yn——气体混合物中各组分的摩尔分数。 ②液体的密度
一般说来，液体的形状与容器相同，具有一定的自由 表面，其体积几乎不随压强和温度而改变。与之相反，气 体的形状与容器完全相同，完全充满整个容器，其体积随 压强和温度的变化而有明显改变。流体的体积随压强和温 度而变的这个性质，称为流体的压缩性。
第二节 流体静力学
一般说来，液体的形状与容器相同，具有一定的自由 表面，其体积几乎不随压强和温度而改变。与之相反，气 体的形状与容器完全相同，完全充满整个容器，其体积随 压强和温度的变化而有明显改变。流体的体积随压强和温 度而变的这个性质，称为流体的压缩性。
第二节 流体静力学
2．压强（压力）
（1）压强的定义
流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体压力强度， 亦称为流体静压强，简称压强（工程上习惯称为压力）。 用符号 p 表示压强，A 表示面积， F 为流体垂直作用 与面积上的力。则压强
式中
p F A
（1-6）
p ——作用在该表面上的压力，N/m2，即Pa；
液体的密度一般用实验方法测定。工业上测定液体密 度最简单的方法使用比重计。各种液体的密度数据，可从 有关手册中查到。本书附录中列有某些液体的密度，供练 习查用。
第二节 流体静力学
混合液体的密度的准确值要用实验方法求得。如液体 混合时，体积变化不大，则混合液体密度的近似值可由下
式求得： （1-3）
——液体混合液的密度； ——混合液中各纯组分的密度； ——混合液中各纯组分的质量分数。
第二节 流体静力学
（3）比体v积
单位质量流体所具有的体积称为流体的比体 积，用符号 v 表示，习惯称为比容。显然，比体 积就是密度的倒数，其单位为m3/㎏。表达式为
vV 1 m
（1-5）
上述这些物理量是表明流体的质量与体积的 换算关系。如果已知流体的质量及密度（或相对 密度、比容），即可求得流体的体积。反之亦然。
实际流体都是可压缩性流体。但是，液体由温度、压 力引起的体积变化极小，工程上可按不可压缩性流体考虑。 气体具有较大的压缩性，但在压力变化很小的流动状态下， 也可以当作不可压缩性流体处理。
在流体力学中，为了研究许多有关液体静止或运动状 态的理论，引入了实际不存在的理想液体的概念。理想液 体的体积绝对不随压强和温度的变化而改变，在流动时分 子之间没有摩擦力。
第二节 流体静力学
①气体的密度 气体是可压缩性流体，其密度随压强和温度而变化。 因此气体的密度必须标明其状态。从手册中查得的气体密 度往往是某一指定条件下的数值，这就需要将查得的密度 换算成操作条件下的密度。一般当压强不太高、温度不太 低时，也可按理想气体来处理。结果为：
第二节 流体静力学
（1-
化工原理
第一章 流体流动
第一节 概述
流体是指具有流动性的物体，包括液体和气 体。研究流体平衡和运动宏观规律的科学称为流 体力学。流体力学分为流体静力学和流体动力学。
化工生产中所处理的原料、中间体和产品， 大多数是流体。按生产工艺要求，制造产品时往 往把它们依次输送到各设备内，进行药物反应或 物理变化，制成的产品又常需要输送到贮罐内贮 存。过程进行的好坏、动力消耗及设备的投资都 与流体的流动状态密切相关。
二、压力、流速和流量的测量
为了了解和控制生产过程，需要测定管路或设备内的 压力、流速及流量等参数，以便合理地选用和安装测量仪 表。而这些测量仪表的工作原理又多以流体的静止或流动 规律为依据。
第二节 流体静力学
一、流体的压缩性
流体的特征是分子之间的内聚力极小，几乎有无限的 流动性，而且可以几乎毫无阻力地将其形状改变。当流速 低于声速时，气体和液体的流动具有相同的规律。
在化工生产中，有以下几个主要方面经常要 应用流体流动的基本原理及其流动规律。
第一节 概述
一、流体的输送
欲将流体沿管道进行输送，需选择适宜的流动速度， 以确定输送管路的直径。在流体的输送过程中，常常要采 用输送设备，因此需要确定流体在流动过程中应加入的外 功，为选用输送设备提供依据。这些都要应用流体流动的 规律进行分析和计算。
高温、低压下的实际气体接近于理想气体，所以通常 可用理想气体状态方程式来计算。
第二节 流体静力学
二、流体的主要物理量 1．密度、相对密度和比体积 （1） 密度 单位体积流体所具有的质量，称为流体的 密度。其表达式为
（1-1）
——流体的密度，㎏/m3 ； ——流体的质量，㎏ ； —— 流体的体积，m3ห้องสมุดไป่ตู้。
A ——垂直作用于表面的力，N；
F ——作用面的面积，m2。
第二节 流体静力学
（2）压强的单位及其换算 在SI中，压力的法定计量单位是 Pa(帕)或N/m2，工程
上常使用MPa（兆帕）作为压力的计量单位。 在工程单位制中，压力的单位是at(工程大气压)或
kgf/cm2。 其它常用的压力表示方法还有如下几种： 标准大气压（物理大气压），atm；米水柱，m-H2O；
（2）相对d4密20 度
相对密度为流体密度与4℃时水的密度之比，用符号
d420 表示，习惯称为比重。即
d 4 20
水
（1-4）
式中
——液体在t℃时的密度；
水 ——水在4℃时的密度。
由上式可知，相对密度是一个比值，没有单位。因为 水在4℃时的密度为1000㎏/m3，所以 1000d ，即将相 对密度值乘以1000即得该液体的密度 ，㎏/m3。
毫米汞柱，mmHg；毫米水柱， mmH2O（流体处于低压状态时常用）。
2）
—
kPa ；
——气体的绝对压力，
——气体的千摩尔质量，kg/kmol ；
——气体的热力学温度，K ；
——通用气体常数，8.314 kJ/ （kmol·K）；
下标0表示标准状态，即273 K、101.3 kPa。
任何气体的R值均相同。的数值，随所用P、V 、T等的 单位不同而异。选用R值时，应注意其单位。