文档介绍：流体流动–––基本概念与基本原理一、流体静力学基本方程式)( 2112zzgpp????或gh pp??? 0 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: 1 atm=760mmHg= 2 O== 2 = 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: gR pp A)( 21?????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––––物料衡算式常数常数?????????? uA AuAuw sA?? 222111, 常数常数?????? uA AuAuV sA?? 2211,? 21 221221///,ddAAuu A???圆形管中流动常数?三、定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式 1 kg 流体:fh uPgZ We uPgZ????????22 222 111??[ 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Δ p/p 1 <20%, 仍可用上式,且ρ=ρ m。 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 vnnvvmxxx????????? 2211 混合液体 n wn wm wmxxx????????? 2 211 上式中: vix ––––体积分率; wix ––––质量分率。 6、 gz,u 2 /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。∑h f 为流经系统的能量损失。 W e 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 N e =W e·ωs ,轴功率 N=N e/η(W) 7、1N 流体 feHg ug pZH???????2 2?[m] (压头) 22 2222 2111uP gZ uP gZ??????? 1m 3 流体?? ffafehpph upgh W???????????????而 2 2 , 四、柏努利式中的∑h fI. 流动类型: 1 、雷诺准数 Re 及流型 Re=du ρ/μ=du/ ν,μ为动力粘度,单位为[Pa · S];ν=μ/ρ为运动粘度,单位[m 2 /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,平均速度为最大速度的 倍; 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。 II. 流体在管内流动时的阻力损失'fffhhh???[J/kg] 1 、直管阻力损失 hf?? ffpud lh ???2 2 范宁公式( 层流、湍流均适用). 层流: 232 64 )(d luhR Rf fe e???????或即哈根—泊稷叶公式。湍流区(非阻力平方区):),(d Rf e???;高度湍流区(阻力平方区):)(d f ???, 具体的定性关系参见摩擦因数图,并定量分析 h f与u 之间的关系。推广到非圆型管润湿周边长流通截面积???? 44 Herdd 注:不能用 d e 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'??? cefuh???②当量长度法, 2 2'ud lh ef??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, 2 ) )(( 2ud llhf e????????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 h f 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。五、管路计算 I. 并联管路: 1、321VVVV??? 2、321ffffhhhh???????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