流体流动层流时机械能损失

流体流动层流时机械能损失第1页，课件共35页，创作于2023年2月(3)压力

柏努利方程式中的压力p1与p2只能同时使用表压或绝对压力，不能混合使用。(4)外加能量

外加能量W在上游截面一侧，能量损失在下游截面一侧。外加能量W是对每kg流体而言的，若要计算的轴功率，需将W乘以质量流量，再除以效率。第2页，课件共35页，创作于2023年2月例用泵将贮槽(通大气)中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩，如附图所示。泵的进口管为φ89×3.5mm的钢管，碱液在进口管的流速为1.5m/s，泵的出口管为φ76×2.5mm的钢管。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为7m，碱液经管路系统的能量损失为40J/kg，蒸发器内碱液蒸发压力保持在0.2kgf/cm2（表压），碱液的密度为1100kg/m3。试计算所需的外加能量。第3页，课件共35页，创作于2023年2月基准第4页，课件共35页，创作于2023年2月式中，z1=0，z2=7；p1=0(表压)，p2=0.2kgf/cm2×9.8×104=19600Pa，u10,u2=u1(d2/d1)2=1.5((89-2×3.5)/(76-2×2.5))2=2.0m/s代入上式，得W=128.41J/kg解：解题要求规范化第5页，课件共35页，创作于2023年2月流体流动过程要解决的重要问题之一：流体流动的阻力管道内流体流动的阻力与能量损失本节核心内容：分析流阻因素、计算流阻第6页，课件共35页，创作于2023年2月1、流体阻力产生的原因流体粘性－－产生摩擦阻力的内因湍流应力－－产生摩擦阻力的外因一、流体流动阻力与范宁公式2、流体阻力的分类直管阻力损失（沿程阻力损失）

－流体流经直管产生的机械能损失局部阻力损失

－流体流经管件、阀门产生的机械能损失第7页，课件共35页，创作于2023年2月分类：按材料：铸铁管、钢管、特殊钢管、有色金属、塑料管及橡胶管等；按加工方法：钢管又有有缝与无缝之分；按颜色：有色金属管又可分为紫铜管、黄铜管、铅管及铝管等。管子(pipe)第8页，课件共35页，创作于2023年2月作用：改变管道方向(弯头);

连接支管(三通);改变管径(变形管);堵塞管道(管堵)。螺旋接头卡箍接头弯头三通变形管管件：管与管的连接部件。管件(pipefitting)第9页，课件共35页，创作于2023年2月截止阀(globevalve)闸阀(gatevalve)止逆阀(checkvalve):单向阀装于管道中用以开关管路或调节流量。阀门

(Valve)第10页，课件共35页，创作于2023年2月3、阻力损失计算通式-范宁公式分析流体在直径为d，长度为l的水平管内的水平受力圆直管中的范宁公式推导第11页，课件共35页，创作于2023年2月FF

u

p1Ｐ2ld121`2`第12页，课件共35页，创作于2023年2月对匀速运动，合力为零，即：第13页，课件共35页，创作于2023年2月

已知不可压缩流体在水平等径管内作稳定流动时，柏努利方程为：

上式为流体在圆形直管流动时，阻力损失与摩擦应力之间的一般关系式。第14页，课件共35页，创作于2023年2月阻力损失与流速有关，将Wf表示为动能的函数，即：第15页，课件共35页，创作于2023年2月

范宁（Fanning)公式，λ为摩擦系数。或：令：第16页，课件共35页，创作于2023年2月4、阻力能量损失的各种表示法－单位质量流体流动阻力能量损失，J/kg－单位重量流体流动阻力能量损失，

J/N=m，也称阻力压头。

－单位体积流体流动阻力能量损失，J/m3=Pa，也称为压力降或压力损失。第17页，课件共35页，创作于2023年2月1、管内任取一流体柱分析其受力二、层流时的阻力损失计算阻力：内摩擦力推动力：净压力第18页，课件共35页，创作于2023年2月合力为零，即：对水平等径管：第19页，课件共35页，创作于2023年2月2、层流的流速分布与最大流速得：积分：层流流体在圆直管内的流速分布。第20页，课件共35页，创作于2023年2月当r=0时，第21页，课件共35页，创作于2023年2月作图：流体在圆管内作稳定层流流动时，管内（半径区域内）各点的速度分布图

第22页，课件共35页，创作于2023年2月推出：3、平均流速与最大流速的关系积分体积流量：平均流速：第23页，课件共35页，创作于2023年2月平均流速为：第24页，课件共35页，创作于2023年2月推出：由：流体在圆管内作层流流动时，管截面上的平均流速是最大流速的二分之一。平均流速与最大流速的关系第25页，课件共35页，创作于2023年2月哈根－泊谡叶公式4、层流阻力损失计算式或者：第26页，课件共35页，创作于2023年2月2、降低流体粘度可减少阻力损失。1、流体在圆管内作层流流动时，压力降（阻力损失）与流过的距离及流速成正比、与管径平方成反比。层流阻力损失计算式的物理意义第27页，课件共35页，创作于2023年2月得：5、层流时的摩擦系数计算式比较哈根－泊谡叶公式与范宁公式层流时，摩擦系数与流速反比。第28页，课件共35页，创作于2023年2月流体在圆直管中的流动阻力计算通式

—范宁（Fanning）公式本节要点第29页，课件共35页，创作于2023年2月层流时的流动阻力计算式

—哈根－泊谡叶公式本节要点第30页，课件共35页，创作于2023年2月层流时的摩擦系数计算公式层流的流速分布第31页，课件共35页，创作于2023年2月层流时的最大流速层流时平均流速与最大流速的关系第32页，课件共35页，创作于2023年2月例题.

某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动，已知，，。今测得该流体流径管道1与流径管道2的压力降均为0.64m液柱，试计算管道2的长度。解：

第