| 流體靜力學(xué)是研究流體在外力作用下達(dá)于平衡的規(guī)律。在工程實(shí)際中，流體的平衡規(guī)律應(yīng)用很廣，如流體在設(shè)備或管道內(nèi)壓強(qiáng)的變化與測(cè)量、液體在貯館內(nèi)液位的測(cè)量、設(shè)備的液封等均以這一規(guī)律為依據(jù)。 |
| 本章只討論流體在重力作用下的平衡規(guī)律。 |
| 單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的密度，其表達(dá)式為： |
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 （1-1）
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| 上式中，當(dāng)ΔV→0時(shí)，Δm/ΔV的極限值即為流體上某點(diǎn)的密度，即： |
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 （1-1a）
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| 式中ρ為流體的密度，kg/m3；m為流體的質(zhì)量，kg；V為流體的體積，V3。 |
| 不同的單位制，密度的單位和數(shù)值都不同，應(yīng)掌握密度在不同單位制之間的換算。 |
| 氣體是可壓縮的流體，其密度隨壓強(qiáng)和溫度而變化。因此氣體的密度必須標(biāo)明其狀態(tài)。從手冊(cè)中查得的氣體密度往往是某一指定條件下的數(shù)值，這就涉及到如何將查得的密度換算為操作條件下的密度。一般當(dāng)壓強(qiáng)不太高、溫度不太低時(shí)，可按理想氣體來處理。 |
| 對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，其體積、壓強(qiáng)和溫度之間的變化關(guān)系為： |
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| 將密度的定義代入上式并整理得： |
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 （1-2）
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| 式中，p為氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)，Pa；V為氣體的體積，m3；T為氣體的絕對(duì)溫度，K。 |
| 實(shí)際上，某狀態(tài)下理想氣體的密度可按下式進(jìn)行計(jì)算： |
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 〔1-2a）
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| 或 |
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 （1-2b）
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| 式中，M為氣體的分子量；R為氣體常數(shù)。 |
| 在化工生產(chǎn)中所遇到的流體，往往是含有幾個(gè)組分的混合物。通常手冊(cè)中所列出的為純
物質(zhì)的密度，所以混合物的平均密度ρm還得通過以下公式進(jìn)行計(jì)算。 |
| 對(duì)于液體混合物，各組分的濃度常用質(zhì)量分率表示?，F(xiàn)以1kg混合液體為基準(zhǔn)，若各組分在混合前后其體積不變，則1kg混合物的體積等于各組分單獨(dú)存在時(shí)的體積之和，即： |
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 （1-3）
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| 式中，ρA等為液體混合物中各純組分的密度，kg/m3；xwA等為液體混合物中各組分的質(zhì)量分率。 |
| 對(duì)于氣體混合物，各組分的濃度常用體積分率來表示?，F(xiàn)以1m3混合氣體為基準(zhǔn)，若各組分在混合前后其質(zhì)量不變，則1m3混合氣體的質(zhì)量等于各組分的質(zhì)量之和，即： |
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ρm=ρAxVA+ρBxVB+…+ρnxVn （1-4）
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| 式中xVA等為氣體混合物中各組分的體積分率。 |
| 混合物的平均密度ρm也可按式1-2a或式1-2b計(jì)算，此時(shí)應(yīng)以氣體混合物的平均分子量Mm代替式中的氣體分子量M。氣體混合物的平均分子量Mm可按下式求算，即： |
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Mm=MAyA+MByB+…+Mnyn （1-5）
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| 式中MA、MB…Mn為氣體混合物中各組分的分子量；yA、yB…yn為氣體混合物中各組分的摩爾分率。 |
