文档介绍：第一章流体流动与输送机械
气体密度
压力
压力形式
能量形式
U型压差计:
若被测流体是气体,可简化为
第二节流体动力学
一、流量
mS=GA=π/4d2G
VS=uA=π/4d2u
质量流量 mS kg/s mS=VSρ
体积流量 VS m3/s
质量流速 G kg/m2s
(平均)流速 u m/s G=uρ
一、实际流体的柏努利方程
以单位质量流体为基准: J/kg
以单位重量流体为基准: J/N=m
输送机械的有效功率:
输送机械的轴功率:
层流时的速度分布
湍流时的速度分布
范宁公式的几种形式: 能量损失
压头损失
压力损失
二、层流时的摩擦系数
层流时:
湍流时摩擦系数λ是Re和相对粗糙度的函数:
(1)层流区 Re<2000 λ=64/Re, 与ε/d无关 Wf, hf ∝ u1
(2)过渡区 2000< Re<4000 λ=f(Re,ε/d)
(3)湍流区 Re>4000 λ=f(Re,ε/d) Wf, hf ∝ u1-2
(4)完全湍流区 Re> Rec λ=f(ε/d)与Re无关 Wf, hf ∝ u2
局部阻力系数
或
定态流动特点
(1)流体通过各管段的质量流量不变,对于不可压缩流体,则体积流量也不变,即
(2)整个管路的总能量损失等于各段能量损失之和,
定态流动连续性方程
第六节流速与流量的测量
孔板流量计是利用流体流经孔板前后产生的压力差来实现流量测量。
孔板流量计的特点:恒截面、变压差,为差压式流量计。
文丘里流量计的能量损失远小于孔板流量计。
转子流量计的特点:恒压差、恒环隙流速而变流通面积,属截面式流量计。
1-7-1 离心泵
气缚现象:离心泵启动前泵壳和吸入管路中没有充满液体,则泵壳内存有空气,而空气的密度又远小于液体的密度,故产生的离心力很小,因而叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内液体吸入泵内,此时虽启动离心泵,也不能输送液体,此种现象称为气缚现象,表明离心泵无自吸能力。因此,离心泵在启动前必须灌泵。
汽蚀现象:汽蚀现象是指当泵入口处压力等于或小于同温度下液体的饱和蒸汽压时,液体发生汽化,气泡在高压作用下,迅速凝聚或破裂产生压力极大、频率极高的冲击,泵体强烈振动并发出噪音,液体流量、压头(出口压力)及效率明显下降。这种现象称为离心泵的
汽蚀。
叶轮其作用为将原动机的能量直接传给液体,以提高液体的静压能与动能(主要为静压能)。
泵壳具有汇集液体和能量转化双重功能。
轴封装置其作用是防止泵壳内高压液体沿轴漏出或外界空气吸入泵的低压区。常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。
2. 特性曲线
传热
3-1-3 传热设备中冷、热流体的接触方式
直接接触式换热器蓄热式换热间壁式换热
3-2-3 单层平壁的定态热传导
导热速率
推动力与阻力之比的形式
也可以用计算,其中
称为圆筒壁的对数平均半径。当r2/r1<2时,通常也采用r2和r1的算数平均值表示rm
圆筒壁内温度分布规律:
流体被加热时
流体被冷却时
称为牛顿冷却定律,它们也可以写成推动力和阻力之比的形式,例如流体被加热时
流体在圆形管内作强制湍流
(加热:k= 冷却k=)
膜状冷凝:壁面被冷凝液润湿,在壁面上形成一层完整的液膜的一种冷凝方式。
滴状冷凝:冷凝液不能润湿壁面,而是在壁面上形成液滴,并沿着壁面落下的一种冷凝方式。
蒸气冷凝传热的影响因素:
不凝性气体的影响当蒸气中不凝气含量达到1%时,a会下降60%左右。
冷凝液膜两侧温度差的影响液膜层流情况下,弱△t增大,则蒸气冷凝速率加大,液膜厚度增厚,平均冷凝传热系数降低。
流体物性的影响所形成冷凝液的密度越大,粘度越小,热导率越大,则冷凝传热系数越大。同时,相变焓较大的饱和蒸汽在同样的冷凝负荷下冷凝液量小,故液膜厚度较小,因而冷凝传热系数大。
蒸气流速与流向的影响蒸气与液膜流向相同时,会加速液膜流动,使液膜变薄,传热系数增大;蒸气与液膜流向相反时,会阻碍液膜流动,使液膜变厚,传热系数减小。但流速达到一定程度而使上述摩擦力超过液膜所受重力时,液膜会被蒸气吹散,使传热系数急剧增大。
沸腾曲线的4个区域:自然对流区,核状沸腾区,不稳定膜状沸腾区,稳定膜状沸腾区。
污垢热阻
3-4-3 总传热速率方程
3-4-4 总传热速率方程与热量平衡方程的联用
3-4-5 平均传热温差Dtm的计算
逆流
并流记;
辐射传热
——吸收率;——反射率;——透过率。
的物体为绝对黑体或黑体; 的这种物体称为绝对白体或镜体, 的透热体。