流体流动小结及习题.ppt

本章小结,summary,本章基本要求,掌握物体的主要物性（如密度、粘度等）数据的求取及不同单位间的换算； 了解流体流动中的连续性、稳定性，掌握流体流动类型的判断方法； 掌握流体静力学方程式、连续性方程、机械能衡算方程式的内容及其应用； 掌握流体在管路流动时流动阻力的计算； 了解管路中流体的压力、流速和流量的测定原理和方法； 了解因次分析法的相关概念； 掌握离心泵的基本结构、工作原理、主要特性参数、特性曲线及应用。,（一）基本概念,1. 密度和相对密度：,- 【 kg m-3】,2. 压强：,1atm=760mmHg=1.013105Pa=1.013bar =1.033kgf/cm2=10.33mH2O,1at=735.6mmHg=9.807104Pa=0.9807bar =1kgf/cm2=10mH2O,表压力 = 绝对压力 - 大气压力,真空度 = 大气压力 - 绝对压力,3. 流量、流速,质量流量：qm 【kg s-1, kg h-1】 体积流量：qV 【m3 s-1, m3 h-1】,4. 定常态流动与非定常态流动,流体的流速及其它有关物理量仅随位置变化而不随时间改变。（steady flow),流速等物理量既随位置也随时间而变化,5.两种流量计测量原理,6. 粘度与动力粘度,SI制：【Ns m-2】,1P=100 cP（厘泊）=0.1Pas,SI制：【m2/s】,1St =100 cSt（厘沲）= 10-4 m2/s,Re 2000 层流,Re 4000 湍流,Re = 2000-4000 过渡流,雷诺数：,7. 流体流型,8.牛顿粘性定律,两流体间的剪应力与法向速度梯度成正比。,牛顿粘性定律的另一说法是： 动量通量与速度梯度成正比。,高度湍流：,层流：,9.流体类型,粘性流体（实际流体）：,理想流体：,完全没有粘性即=0的流体。,具有粘性的流体。,牛顿型流体：,符合牛顿粘性定律的流体。,非牛顿型流体 ：,不服从牛顿粘性定律的流体。,11.离心泵工作原理,12.气缚及气蚀的产生原因、如何避免？,10.因次分析法,N=n-m,（二）基本公式,1.静力学方程及应用,流体处于静止状态,应用举例：U型压强计、液位计、液封,p1 - p2 = (0 -) gR,湍流流动：,3.流体流动连续性方程,A1u11 = A2u22= Au = 常数,2.圆管内流速分布,层流流动（匀速）：,4. 柏努利方程及应用,理想柏努利方程式：,实际流体柏努利方程式：,直管阻力可用范宁公式计算：,局部阻力,当量长度法：,阻力系数法：,流体流动的总阻力可表示为：,5.管内流动阻力:,6.离心泵:,（1）性能参数：,流量qv,扬程He,轴功率P：,有效功率Pe：,泵效率 ：,（4）允许吸上真空高度：,（2）特性曲线的共性,（3）离心泵的安装高度,【例1】：如图所示，M与N设备内均充满水，两设备之间设有U型管压差计，以水银为指示液，试说明：,（1）1、2、3、4各点 压力是否相等？ （2）5、6、7、8各点 压力是否相等？ （3）9、10、11、12 各点压力是否相等？,连续、静止、在同一水平面上的均质流体压强相等。,【例2】：用一高位水箱向一常压容器供水，如图所示，管子为483.5mm钢管，系统阻力与管内水的流速关系为hf5.8u2/2。求水的流量，若流量需要增加20，可采取什么措施？,7m,1.5m,1 1,2 2,7m,1.5m,1 1,2 2,（2）流量增加20？,增加水箱高度？,【例3】：如图所示一输水管路，在E、F两处各装一压力表，并在这两点间装一水银U型压差计。由高位槽A至E处的管长为30m；E至F管长为10m（均包括局部阻力的当量长度）。管内摩擦系数取0.026，其余数据见图示（水槽中水位恒定，水温20）,问:(1)当阀门全开时，压力表PF读数为147kpa（表压），U型压差计读数为R25mmHg，求管路输水量（m3/h）及压力表PE读数。 （2）当阀门关闭时，PE、PF两压力表读数及U型压差计的读数分别是多少？,(1)当阀门全开时，求管路输水量（m3/h）、PE PF147kpa（表压），U型压差计R25mmHg,1-1 E,1-1 F,E