A——流体的作用面积,mz。
可以证明,在静止流体中,任一点的压力方向都与作用面相垂直,并在各个方面上都具有相同的数值。
在化工生产中,压力是一个非常重要的控制参数,为了知道操作条件下压力的大小,以控制过程的压力,常常在设备或管道上安装测压仪表。新型的测压仪表通常是自动的并可以由自动控制系统调节;传统的测压仪表主要有两种,一种叫压力表,一种叫真空表,至今仍在化工生产中广泛应用,但它们的读数都不是系统内的真实压力(绝对压力)。压力表的读数叫表压,它所反映的是容器设备内的真实压力比大气压高出的数值,即
表压=绝对压力一大气压
真空表的读数叫真空度,它所反映的是容器设备内的真实压力低于大气压的数值,即
真空度二大气压一绝对压力
显然,同一压力,用表压和真空度表示时,其值大小相等而符号相反。通常,把压力高于大气压的系统叫正压系统,压力低于大气压的系统叫负压系统。为了使用时不至于混淆,压力用绝对压力表示时可以不加说明,但用表压和真空度表示时必须注明。例如,500kPa表示绝对压力;5MPa(表压)表示系统的表压,绝对压力等于该值加上大气压;10Pa(真空度)表示系统的真空度,绝对压力等于大气压减去该值。
压力的单位有很多种,在工程上、文献中都会经常出现,因此要能够进行Pa与其他压力单位(非法定计量单位)的换算。常见换算关系如下:
latm=101.3kPa=1.033at=760mmHg=10.33mH20
lat=lkgf/cm2=98.07kPa=735.6mmHg=10mHzO
流体或系统压力的大小不仅关系反应速度和流动速度,而且可以标志危险性的大小,事故损失的状况和后果。
要求某精馏塔塔顶压力维持在3.5kPa,若操作条件下,当地大气压为lOOkPa,问:塔顶应该安装压力表还是真空表?其读数是多少?
解 由题意可知,塔顶压力比当地大气压低,因此应该安装真空表。真空表的读数为 100—3.5=96.5kPa安装在某生产设备进、出口处的真空表的读数是3.5kPa、压力表的读数为76.5kPa,试求该设备进出口的压力差。
设备进出口的压力差=出口压力一进口压力=(大气压+表压)一(大气压一真空度)=表压+真空度=76.5+3.5=80.OkPa
三、 黏度
流体黏度影响流体的流动状况和状态,决定在一定动力或流速状态下,流体与管壁之间的摩擦,黏度大的流体容易粘壁,结垢而导致管道堵塞或结焦,影响安全生产。
不同流体的黏性是不一样的,从桶里把油倒出来要比把水从桶里倒出来需要更长时间,这说明油的黏性比水大。表示流体黏性大小的物理量称为动力黏度或绝对黏度,简称黏度,用//表示,在SI制中,其单位是Pa•s。在工程上或文献中常常使用泊(P)或厘泊(cP)。它们之间的关系是
1Pa•s=10P=1000cP
黏度是流体的重要物理性质之一,其大小反映了在同样条件下,流体内摩擦力的大小。显然,在其他条件相同的情况下,黏度越大,流体的内摩擦力越大。
流体的黏度是流体种类及状态(温度、压力)的函数,气体的黏度比液体的黏度小得多。例如,常温常压下,空气的黏度约为o.0184mPa•s,而水的黏度约为lmpa•s。液体的黏度随温度的升高而减少,气体的黏度则随温度的升高而增加。例如,冬天倒洗发精要比夏天倒洗发精难得多。压力改变对液体黏度的影响很小,可以忽略;除非压力很高,压力对气体黏度的影响也是可以忽略不计的。
流体的黏度通常是由实验测定的,比如涂四杯法、毛细管法和落球法等。一些常见的液体纯净物和气体的黏度可以从手册中查取。在缺少条件时,混合物的黏度也可用经验公式计算,可以参阅有关书籍资料。
在检索黏度资料时,有时会遇到运动黏度,的概念,它与绝对黏度小密度卢的关系是
在SI制中,运动黏度的单位是m2/s。