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1、2-1 基本概念U形管压差计选基准面列静力学方程1.理想流体12p1p2第二章 流体的流动和输送2.流体密度、相对密度和比容123.流体的压力及其测量z2z1 压力的表示方法R 流体静力学基本方程式 “等压面”概念00 流体静力学基本方程式的应用4. 流量和流速(1) 流量体积流量： qm3 / sV质量流量： qm = r qVkg / s(2) 流速平均速度： v =qV=qmm / sArA2-2 流体定态流动时的衡算1. 物料衡算 连续性方程r1 A1v1 = r2 A2v2对不可压缩流体，r 为常量，则有： A1v1 = A2v2vd 2若在圆管中，d为管内径，有：12v2= d 2
2、1说明：不可压缩流体在圆管内作稳态流动，速度与管径的平方呈反比。2. 能量衡算柏努利方程式gH1 +v2+p= const112r上式称为伯努利方程式，适用于不可压缩、非粘性流体（理想流体），又称为理想流体伯努利方程式。gH1+v12+p1= gH2+v22+p2rr22上式表明：三种形式能量可相互转换； 总能量不会增减，三项之和为常数。1实际流体机械能衡算式u 应用(1)外加压头, mH2-H1确定设备间相对位置单位质量流体外加能量, J/kg(2) P1 (or. P2)确定管路中流体压强求解 v1 (or. v2)确定管道中流体流式中: hfgHf，单位质量流体能量损失，J/kg。量Wg
3、H，单位质量流体外加能量，J/kg。 He确定输送设备压头注意事项： Hf确定流动阻力损失1）作图并确定衡算范围 2）截面的截取3）基准水平面的选取 4）单位必须一致4. 流体流量的测量【结构、原理、流量测量方法】4.1孔板流量计12体积流量：qv = v0 A0= C0 A02Rg(ri - r)r4.2 文氏流量计4.3 转子流量计（最常用）体积流量qV = C R AR2( r f - r)V f gr Af文丘里流量计qV= CVA02 Rg( r0 - r)r流量标定及刻度换算2-3 实际流体的流动1. 粘度（1）牛顿粘性定律t =F= mdvAdd意义：剪应力(单位面积上受到的剪切
4、力)的 大小与速度梯度成正比。（2） 流体的粘度粘度属于流体物性。粘度单位：PaS物理单位制：P(泊), cP(厘泊)换算关系： 1cp=0.01 P=10-3 Pa s22. 流体流动的型态流型判据雷诺准数= drvRe无因次数群mRe2000时，流动为层流，此区称为层流区；Re4000时，一般出现湍流，此区称为湍流区；2000 Re 4000 时，流动可能是层流，也可能是 湍流，该区称为不稳定的过渡区。2-4 流体在圆管内流动时的阻力计算1. 直管阻力的计算通式hf =llv2J/kgd 2直管阻力通式（范宁Fanning公式）l 摩擦系数（摩擦因数）其它形式：压头损失Hf =ll v2m
5、d 2g流体在圆管内的速度分布层流时的速度分布即流体在圆形直管内层.Dp22流流动时，其速度呈抛v =4ml(R- r)物线分布。【层流流动时的平均速度为管中心最大速度的1/2】2. 层流时的摩擦系数哈根-泊谡叶方程Dp =32mlvhf=32mlvd 2rd 2 层流时阻力与速度的一次方成正比。变形： hf32mlv64ml v2 64 l v2rd 2drvd2Red2l =64hf = ll v2比较得Red 2* 哈根-泊谡叶方程DpR2速度分布方程vmax=4ml又1dv = 2 vmaxR = 2Dp =32mlv哈根-泊谡叶d 2（Hagen-Poiseuille）方程Hf=32
6、mlvrd 2层流时能量损失的计算32mlvHf=grd 23. 湍流时摩擦系数的影响因素（1）层流区（Re 2000）与 ed无关，与Re为直线关系，即 l = Re64 hf v ,即 hf 与v的一次方成正比。（2）过渡区（2000Re4000)将湍流时的曲线延伸查取值。（3）湍流区（Re4000以及虚线以下的区域）l = f (Re,e d )3（4）完全湍流区 （虚线以上的区域）4. 非圆形管的当量直径当量直径rH - 水力半径6. 管路计算与Re无关，只与e d 有关。e d 一定时，hf v2该区又称为阻力平方区。光滑管湍流时经验公式：（1）柏拉修斯（Blasius）式：l =0
7、.3164适用光滑管Re0.25Re5103105d= 4 r=4 AA 流通截面积eHPP -浸润周边长度5. 局部阻力损失1、阻力系数法 hf = zv2J/kg 或 H f= zv2J/N=m2v22gv22、当量长度法 hf = lle或H f = lled2d 2g基本工具：连续性方程伯努利方程摩擦阻力计算式摩擦系数计算式Re & vv1 A1 = v2 A2H1 +p1+v12+ He = H2 +p2+v2 2+ H frg2grg2g hf= llv2d 2l =f (Re, e / d )Re=dvpv =4 q vmp d 2第四章传热过程4-1 概述1.化工生产中的传热过程传热的三种基本方式：传导、对流和辐射2.传热中的一些基本物理量和单位传热速率：热流量，单位时间内通过换热器整个传热面传递的热量，单位 W 或 J/s；热流密度q：热通量，单位时间内通过单位传热面积传递的热量，单位 W/m2或 J/(s. m2).q =FA比热容：指压力恒定时单位质量的物质温度升高1K时所需的热量，单
