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1、复习课 1.1.3 流体静压强及其分布规律 目的：目的：学习和讨论流体静止状态下学习和讨论流体静止状态下 的力学规律及其应用的力学规律及其应用 流体静止时的特点：流体静止时的特点： 不显示其粘滞性，不存在切应力不显示其粘滞性，不存在切应力 不能承受拉应力不能承受拉应力 流体静力学研究的中心问题：流体静力学研究的中心问题： 流体静压强的分布规律流体静压强的分布规律 一一、流体静压强及其特性流体静压强及其特性 流体静流体静 压强的压强的 特性特性 n n 作用于同一点上各方作用于同一点上各方 向的静压强大小相等向的静压强大小相等 n n 流体静压强的方向与受流体静压强的方向与受 压面垂直并指向受压
2、面压面垂直并指向受压面 0 P n Z Y X dA 1.1.4 流体运动的基本知识 流体运动的流体运动的 基本概念基本概念 压力流压力流 无压流无压流 恒定流恒定流 非恒定流非恒定流 恒定流： 流场中任一位置的所有运动参数例如 压强、流速等都不随时间而变化的流动。 非恒定流：在流场中任一位置上的运动参数随时 间而变化的流动。 1.1.4 流体运动的基本知识 三、恒定总流能量方程式 （一）液体恒定流元流的能量方程式 不可压缩理想流体恒定流元流的能量方程式： 对于实际流体： 伯努利方程 z位置水头，表示单位重量液体的位能 p/压强水头，表示单位重量液体的压能 u2/2g流速水头，表示单位重量液体
3、的动能 hw水头损失，表示单位重量液体通过1-2段的机械 能损失 伯努利方程即为不可压缩流体的机械能守恒方程 对于气体，当流速不大可以当做不可压缩流体时，伯努利方程仍然适用 三、恒定总流能量方程式 （二）恒定总流实际液体的能量方程式 v过流段面平均流速 1.1.5 1.1.5 流动阻力或水头损失流动阻力或水头损失 流体流动存在能量损失，称为水头损失或流动阻力。 （一）沿程阻力和沿程水头损失 在长直管路中流动的流体所受到的摩擦阻力称为沿程阻力 为了克服沿程阻力而消耗的单位重量流体的机械能量， 为沿程水头损失。hf （二）局部阻力和局部水头损失 流体的边界在局部地区发生急剧变化时迫使主流脱离边壁而
4、形成漩涡， 流体质点间产生剧烈的碰撞，所形成的阻力称为局部阻力。 局部水头损失 hj 1.1.5 1.1.5 流动阻力或水头损失流动阻力或水头损失 能量损失的计算能量损失的计算 沿程损失沿程损失 沿管长沿管长 均匀发均匀发 生生 局部损失局部损失 局部障局部障 碍引起碍引起 的的 整个管路的能量损失等于： 各管段的沿程损失和局部 损失之和 1.1.5 流动阻力和水头损失 二、流体流动的两种形态层流和紊流二、流体流动的两种形态层流和紊流 红色水流呈一股直线 红色水流呈波浪形 红色水流四处扩散 1.1.5 流动阻力和水头损失 二、流体流动的两种形态层流和紊流二、流体流动的两种形态层流和紊流 1、层
5、流：流体质点平稳地沿管轴线方向 运动，而无横向运动，流体就象分层流 动一样，这种流动状态称为层流。 2、湍流：流体质点不仅有纵向运动，而 且有横向运动，处于杂乱无章的不规则 运动状态，这种流动状态称为湍流。 1.1.5 流动阻力和水头损失 二、流体流动的两种形态层流和紊流二、流体流动的两种形态层流和紊流 流态的判断：雷诺数Re v圆管中流体的平均流速，m/S d圆管的直径，m 流体的运动粘质系数，m2/s 雷诺数的物理意义是作用于流体上的惯性力与粘性力之 比。Re越小，说明粘性力的作用越大，流动就越稳定； Re越大，说明惯性力的作用越大，流动就越紊乱。 2.2.1 传热学概述 (Summary
6、) 一、什么是传热学 - 研究热量传递规律的科学 A kind of application science, is concerned with analysis of the rate of heat transfer taking place in system, or with the research on the heat transfer regularities. （热流量、 传热规律） 热量传递过程的推动力：温差temperature difference The Second Law of Thermodynamic 热量可以自发地、不可逆地由高温热源传给低温热 源。或从物
7、体的高温部分传向低温部分 有温差就会有传热。是一种不可逆的过程 2.2.1 传热学概述 三、几个概念 1、稳态传热 非稳态传热 稳态传热：物体中各点温度不随时间发生改变的 热传递过程 在持续不变的工况下 非稳态传热：物体中各点温度随时间发生改变的 热传递过程 启动、停机、变工况 各种热力设备的设计是以额定工况下、持续不变工 况下的运行作为设计依据， 稳态是重点 2.2.1 传热学概述 三、几个概念 2、连续体假定 （研究物体的几何尺度远大于分子的自由行程 ） 研究对象温度、速度等都是空间坐标的连续函数 3、热源 4、热流量：W 单位时间内通过某一给定面积的热量 5、热流密度：W/m2 单位时间
8、内通过单位面积的热量 温度梯度：沿等温面法线方向上的温度增量与法向 距离比值的极限，gradT grad T = lim n 0 n T T n n = n grad T = T x i + T y j + T z k n 为通过该点的等温线上的法向单位矢量，指向温度升高的方 向 直角坐标系： 注：温度梯度是向量；正向朝着温度增加的方向 温度降度：-gradT （五）傅里叶定律 1822年，法国数学家傅里叶（Fourier）在实验研究 基础上，发现导热基本规律 傅里叶定律 热流密度矢量 q = -gradT=- : 热导率（导热系数）W/(m.K) T n n “-”：表征热流方向沿着温度降度
9、方向，与温度梯度 方向相反。满足热力学第二定律。 grad T = T x i + T y j + T z k q = qx i + q y j + qz k q = -gradT qx=- T x qy=- T y qz=- T z 注：傅里叶定律的上述表达式只适用于 各向同性材料 各向同性材料：热导率在各个方向是相 同的 3.牛顿冷却公式(1701) u t tw A 热流量(Heat Flow) W，单位时间传递的热量。 q 热流密度（heat flux） h 表面传热系数 A 与流体接触的壁面面积 固体壁表面温度 流体温度 Convection heat transfer coeffi
10、cient 二供暖系统的分类 1、按供暖的范围分： 局部供暖系统link 集中供暖系统 2、集中供暖系统按热媒的不同分： 热水供暖系统 蒸汽供暖系统 热风供暖系统 （一）分类 按系统循环动力不同分:（图） 自然循环系统；机械循环系统 按供回水方式不同分:（图） 单管系统；双管系统 按散热器连接方式不同分:（图） 垂直式系统；水平式系统 按热媒温度不同分类： 低温水供暖系统；高温水供暖系统 供水：95 85 120 130 回水：70 65 70 80 （二）自然循环热水供暖系统 工作原理及作用压力工作原理及作用压力： 两侧压差：两侧压差： 容纳水受热后膨 胀的体积； 排除系统中的 空气 自然循
11、环双管热水采暖系统的作用压头自然循环双管热水采暖系统的作用压头 第一层第一层: : 第二层：第二层： 容易引起垂直失调容易引起垂直失调 热水双管系统中，由于各层散热器与锅炉 的高度差不同，虽然进入和流出各层散热器 的供、回水温度相同（不考虑管路沿途冷却 的影响），但竖向上与锅炉距离较大的作用 压力大，距离小的作用压力小。即使选用不 同管径仍不能达到各层阻力平衡，将出现上 下层流量分配不均，冷热不匀的现象，通常 称之为垂直失调。而且建筑楼层数越多，上 下层的作用压力差值越大，垂直失调现象就 会越严重。 （三）热水采暖系统的排气 1、排气的原因？ 降低散热效果、堵塞管道、腐蚀管道 2、排气措施 自
12、然循环系统 利用膨胀水箱排气link 机械循环系统 下供下回式link 上供下回式link 下供上回式 水平式link 上供下回式机械循环排气方式： 供水干管按水流方向设上升坡度，使气泡随水流方向流动 汇集到系统最高点，通过排气装置排出 n n 自然循环热水供暖系统的形式自然循环热水供暖系统的形式 供水干管必须 有向膨胀水箱 方向上升的坡度 水流动的速度 小于气泡上 升的速度 系统的供水干管设在下 部，而回水干管设在上 部，顶部还设置有顺流 式膨胀水箱。 排气方式： 空气在系统内的流动方向 是自下而上流动，与热水 流动方向一致，可通过顺流 式膨胀水箱排除空气，无需 设置集气罐等排气装置。 下供
13、上回式（倒流式） （四）、热水系统中的水膨胀问题 1、膨胀水箱 （1）作用： 1贮存热水供暖系统加热的膨胀水量， 2在自然循环 机械循环下供上回式系统中还起着 排气的作用； 3 恒定供暖系统的压力。 （2）组成构造：(图）。 （3）膨胀管与供暖系统管路的连接 （4）寒冷地区，应考虑防冻和保温，置于房间时高 度应在2.2m 返回首页 按供汽压力分类： 高压蒸汽供暖系统：供汽 表压力0.07MPa 115度 低压蒸汽供暖系统：供汽 表压力6.0te= tw II中型 4.1-6.0te =0.6 tw+0.4 te,min III轻轻型 1.6-4.0te =0.3 tw+0.7 te,min I
14、V超轻轻 型 1.5te =te,min -围护结构室外计算温度 tw - 历年平均不保证5天的日平均温度. 采暖室外计算温度 te,min-累年最低日平均温度 取值越来 越低 对散热器的基本要求 对散热器的基本要求（了解（了解 ） 热工性能：传热系数K值越高越好 ； 经济方面：成本低，经济性能好 ； 安装使用和工艺方面的要求：强度 、承压、组合、尺寸等； 卫生和美观：外表面光滑、不积灰 易清扫，不影响房间观感； 使用寿命长：不易被腐蚀和破坏. 第四节常用的供暖设备及附件第四节常用的供暖设备及附件 是否都能达到？是否都能达到？ 散热器的布置散热器的布置 1 1 、散热器一般布置在外墙窗下、散热
15、器一般布置在外墙窗下, ,明装设置明装设置, ,特殊要特殊要 求的可以暗求的可以暗装装, ,并应与建筑相配合；无脚散热器要用并应与建筑相配合；无脚散热器要用 托架固定。托架固定。 2 2、为防止散热器冻、为防止散热器冻裂裂, ,两道外门之间不准设置散热两道外门之间不准设置散热 器器, ,楼梯间散热器的立楼梯间散热器的立、支管应单独设置支管应单独设置, ,且不设调且不设调 节阀；节阀； 3 3、楼梯间散热器尽量布置在底层和按一定比例布、楼梯间散热器尽量布置在底层和按一定比例布 置于下部各层；置于下部各层； 返回首页 一、建筑通风的分类 （一） 按通风系统的工作动力划 分 自然通风：利用室外风力造成的风压，以及建筑内外温度差产生的热 压来引进室外新鲜空气达到通风换气之目的的通风方式。 机械通风： 开窗通风 依靠风机提供的动力使空气流动 排气扇换气、厨房吸油烟机 （二）按通风系统的作用范围划分 全面通风： 局部通风： 对整个房间进行通风换气，也称稀释通风 对室内的某一局部区域进行排风或者是送风 一）、全面通风一）、全面通风 （一）、系统形式 全面通风包括全面送风和全面排风，两者可同时或 单独使用。单独使用时需要与自然通风结合使用。 1、全面机械排风、自然进风 2、全面机械送风、自然排风、 3、全面机械送、排风
