文档介绍：流体流动–––基本概念与基本原理
流体静力学基本方程式
或
注意:1、应用条件:静止的连通着的同一种连续的流体。
2、压强的表示方法:绝压—大气压=表压表压常由压强表来测量;
大气压—绝压=真空度真空度常由真空表来测量。
3、压强单位的换算:
1atm=760mmHg====
4、应用:水平管路上两点间压强差与U型管压差计读数R的关系:
处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体。
二、定态流动系统的连续性方程式––––物料衡算式
三、定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式
1kg流体: [J/kg]
讨论点:1、流体的流动满足连续性假设。
2、理想流体,无外功输入时,机械能守恒式:
3、可压缩流体,当Δp/p1<20%,仍可用上式,且ρ=ρm。
4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤,截面与基准面选取的原则。
5、流体密度ρ的计算:
理想气体ρ=PM/RT 混合气体
混合液体
上式中:––––体积分率;––––质量分率。
6、gz,u2/2,p/ρ三项表示流体本身具有的能量,即位能、动能和静压能。∑hf为流经系统的能量损失。We为流体在两截面间所获得的有效功,是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne=We·ωs,轴功率N=Ne/η(W)
7、1N流体[m] (压头)
1m3流体,
柏努利式中的∑hf
流动类型:
1、雷诺准数Re及流型 Re=duρ/μ=du/ν,μ为动力粘度,单位为[Pa·S];ν=μ/ρ为运动粘度,单位[m2/s]。
层流:Re≤2000,湍流:Re≥4000;2000<Re<4000为不稳定过渡区。
2、牛顿粘性定律τ=μ(du/dy)
气体的粘度随温度升高而增加,液体的粘度随温度升高而降低。
3、流型的比较:①质点的运动方式;
②速度分布,层流:抛物线型,;
湍流:碰撞和混和使速度平均化。
③阻力,层流:粘度内摩擦力,
湍流:粘度内摩擦力+湍流切应力。
流体在管内流动时的阻力损失
[J/kg]
1、直管阻力损失hf 范宁公式(层流、湍流均适用).
层流: 哈根—泊稷叶公式。
湍流区(非阻力平方区):;高度湍流区(阻力平方区):,具体的定性关系参见摩擦因数图,并定量分析hf与u之间的关系。
推广到非圆型管
注:不能用de来计算截面积、流速等物理量。
2、局部阻力损失hf ` ①阻力系数法,
②当量长度法,
注意:截面取管出口内外侧,对动能项及出口阻力损失项的计算有所不同。
当管径不变时,
流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能减小。流体在等径管中作稳定流动流体由于流动而有摩擦阻力损失,流体的流速沿管长不变。流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的静压能项。完全湍流(阻力平方区)时,粗糙管的摩擦系数数值只取决于相对粗糙度。
水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小时,水流量将减小,摩擦系数增大,管道总阻力不变。
管路计算
并联管路:1、
2、各支路阻力损失相等。
即并联管路的特点是:(1)并联管段的压强降相等;(2)主管流量等于并联的各管段流量之和;(3)并联各管段中管子长、直径小的管段通过的流量小。
:1、
2、分支点处至各支管终了时的总机械能和能量损失之和相等。
六、柏式在流量测量中的运用
1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。
2、孔板流量计为定截面变压差流量计,用来测量管道中流体的流量。随着Re增大其孔流系数C0先减小,后保持为定值。
3、转子流量计为定压差变截面流量计。注意:转子流量计的校正。
测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将不变。
离心泵–––––基本概念与基本原理
一、工作原理
基本部件:叶轮(6~12片后弯叶片);泵壳(蜗壳)(集液和能量转换装置);轴封装置(填料函、机械端面密封)。
原理:借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。
注意:离心泵无自吸能力,因此在启动前必须先灌泵,且吸入管路必须有底阀,否则将发生“气缚”现象。
某离心泵运行一年后如发现有气缚现象,则应检查进口管路是否有泄漏现象。
二、性能参数及特性曲线
1、压头H,又称扬程
2、有效功率
3、离心泵的特性曲线通常包括曲线,这些曲线表示在一定转速下输送某种特定的液体时泵的性能。由线上可看出:时,,所以启动泵和停泵都应关闭泵的出口阀。
离心泵特性曲线测定实验,泵启动后出水管不出水,而泵进口处真空表指示真空度很高,可能出现的