第一章

流体与流体中的传递现象

流体 (Fluid) 与流体流动 (Flow) 的基本概念

在航空、航天、航海，石油、化工、能源、环境、材料、医学和生命科学等领域，尤其是化工、石油、制药、生物、食品、轻工、材料等许多生产领域以及环境保护和市政工程等，涉及的对象多为流体。 特征

在流动之中对流体进行化学或物理加工

加工流体的机器与设备

过程装备

“流程工业”

物质的三种形态

物质的三种常规聚集状态：固体、液体和气体 物质外在宏观性质由物质内部微观结构和分子间力所决定 分子的随机热运动和相互碰撞 分子间相互作用力的约束

给分子以动能使之趋于飞散

以势能的作用使之趋于团聚

两种力的竞争结果决定了物质的外在宏观性质。而这两种力的大小与分子间距有很大关系。 分子间距

约为1×10-8 cm（分子尺度的量级），分子间相互作用势能出现一个极值称为“势阱”，即分子的结合能，其值远远大于分子平均动能。分子力占主导地位，分子呈固定排列分子热运动仅呈现为平衡位置附近的振荡。有一定形状且不易变形。 液体：分子热运动动能与分子间相互作用势能的竞争势均力敌。分子间距比固体稍大1/3左右。不可压缩、易流动。 气体：分子间距约为3.3×10-7cm（为分子尺度的10倍）。分子平均动能远远大于分子间相互作用势能，分子近似作自由的无规则运动。有易流动、可压缩的宏观性质。 超临界流体、等离子体

固体

流体