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1、(1) 静力学方程(2) U形压差计(3) 流体的速度u、体积流量qv、质量流量qm、及质量流速G(4) 牛顿粘性定律(5) 连续性方程(6) 机械能守恒式均质不可压缩流体等温稳态流动的柏努利方程如下： (8) 雷诺数(9) 阻力损失(10) 摩擦系数(10) 局部阻力o=1（管出口），zi=0.5（管入口）(11) 非圆管阻力计算(12) 圆管内层流速度分布(13) 并联管路(14) 串联管路(16) 毕托管（测速管）(17) 孔板流量计（恒截面，变压差）(18) 转子流量计（恒压差，变截面）(19) 管路特性(20) 泵的有效功率(21) 泵效率(22) 比例定律(23) 离心泵最大允许安
2、装高度1、【例题】离心泵工作点的变化与流量调节。如图1所示：用离心泵将20的水从水池送入高压高位槽。泵的进、出口处分别装有真空表及压力表。在一定转速下测得离心泵的流量qV、扬程、泵出口压力p表、泵入口真空度p真以及泵的轴功率Pa。现改变以下各条件之一而其它条件不变，问上述离心泵各参数将如何变化？（1） 出口阀门开度增大；（2） 液体密度改为1500 kg/m3；（3） 泵叶轮直径减小5%；（4） 转速提高5%。图1（1）出口阀门开度增大，则管路阻力变小，管路特性曲线变平缓；但其起点不变；泵的特性不会发生变化。因此，出口阀门开度增大将使工作点向右下方移动(图1-11中由D到E)，结果是流量qV增
3、大、扬程He下降、轴功率Pa上升。图1-1以低位槽液面为上游截面（1-1）、以压力表所在处为下游截面（4-4），写B.E： （1）当出口阀门开大时，上式右端各变量中，He下降、u4上升；其余量都不变。因此，压力表读数下降。以低位槽液面为上游截面（1-1）、以真空表所在处为下游截面（3-3），写柏努利方程： （2）当出口阀门开大时，上式右端各变量中，u3上升、上升，其余量不变。因此，真空表读数上升。（2）高位槽为密闭容器，故管路特性曲线在H轴上截距中的为正。当被输送液体密度增大时，A下降，管路特性曲线向下平移，如图1-12所示。工作点由A点移到B点。结果是流量qV增大、扬程He下降、轴功率Pa上
4、升(泵的HqV曲线不随被输送液体密度的变化而变化)。图1-2 当流量增加时，管内流速和能量损失都增大，由式（2）可知，真空表读数增大。以压力表所在处（4-4）为上游截面，以管路出口处（2-2）为下游截面，写柏努利方程： （3）其中。由式（3）可以看出，流量增加时，管路能量损失增大，在流体密度上升的情况下，压力表读数是增加的。（3）叶轮直径减小5%时泵的特性曲线变化情况如图所示，特性曲线由1变为3，工作点由C变为D，结果是流量qV减小、扬程He下降、轴功率Pa下降。（用切割定律可得到相同的结论） 流量减小时，管路能量损失减小，由式（2）可知，真空表读数下降。流量减小时，管路能量损失减小，由式（3
5、）可以看出，压力表读数要减小。（4）转速提高5%时泵的特性曲线变化如图1-13所示，特性曲线由1变为2，工作点由C变为E，结果是流量qV增加、扬程He上升、轴功率Pa上升。图1-3由式（3）可知，压力表读数增加；由式（2）可知，真空表读数增加。点评：离心泵的工作状态与其工作点对应，而工作点由泵的特性和管路的特性共同决定。改变这两种特性都可以使工作点发生变化，对应的流量、压力、轴功率、压力表和真空表都会发生变化。工程上，离心泵所在管路的流量调节也正是基于这一原理而实现的。2、 采用如图2所示装置来测定90弯头的局部阻力系数，已知道AB段的直管总长为1 m，管径573.5 mm，摩擦系数l为0.0
6、3，水箱水位恒定。测得AB两截面测压管的水柱高差h=0.45m，管内水的流量为0.0023 m3/s。求弯头的局部阻力系数z。图2解：在A、B两截面间列能量衡算式 式中 zB = 0 uA = uB = u 则 = 0.459.81 = 4.415 J/kg J/kg解得 3、如图3所示贮水槽水位保持恒定，槽底放水管内径100 mm，距管子入口15 m处接一U型水银压差计，其左壁上方充满水，右壁通大气，测压点距管子出水口20 m。其间装一闸阀控制流量。(1) 当阀关闭时，测得R=620 mm，h=1510 mm；当阀部分开启，测得R= 420 mm，h=1410mm，设摩擦系数l=0.02，管
7、入口阻力系数为0.5，求水的流量。(2) 当阀全开时（全开时闸阀，l=0.018），U型管压差计读数是多少？图3解：(1)阀关闭时，流体静止，设液面高出管中心H m (H+h)rg = rHgRg (2) 阀部分开启，流体流动，在液面与测压点间列能量衡算式式中 u10 p1=0（表压） z2=0 z1=6.92m p2 + rgh/ = RrHgg p2 = rHgg R - rgh/ = (136000.42-10001.41) 9.81= 42203 Pa(表压)则 qV = u2A = 3.38 0.12 =0.0265m3s-1(3) 阀全开时，在液面与管出口内侧之间列能量衡算式 式中
8、 u10 p1 = p3 = 0（表压）Z3 = 0 Z1 = 6.92m 在测压口与出口内侧间列能量衡算式 式中 u2 = u3 z2 = z3 p3 = 0(表压)p2 = 32.531000 = 32530 Pa(表压)p2 + rgh/ = R/rHgg h/ = 1.51-(0.62- R/)/232530 + 10009.811.51-(0.62- R/)/2=R/136009.81 R/ = 0.345 m4如本题附图4所示，在管路系统中装有离心泵。吸入管路为894.5 mm,压出管路为684 mm,吸入管直管长度为6 m,压出管直管长度为13 m,两段管路的摩擦系数均为=0.0
9、3，吸入管路中装有90标准弯头1个(=0.75)，压出管路装有阀门1个(=6.4)，90标准弯头2个，管路两端水面高度差为10 m，泵进口高于水面2 m,管内流量为0.012 m3/s。试求：(1)泵的扬程；(2)泵进口处断面的压力为多少？(3)如果高位槽中的水沿同样管路流回，不计泵内阻力，是否可流过同样的流量？图4解：(1) 泵的扬程在1-1和2-2截面间列柏努利方程由于1、2截面很大，u1=0, u2=0; p1=p2, 所以(2) 由液面1-1至进口处3-3列柏努利方程(3) 当水从高位槽沿原路返回时，在高位槽液面2-2与水面1-1之间列柏努利方程解得 qV = 9.8510-3 m3/
10、s 0.012 m3/s所以 当水从高位槽沿原路返回时，其流量比原来小。5如图5所示，用离心泵将池中常温水送至一敞口高位槽中。泵的特性曲线方程为（H的单位为m，qV的单位为m3/h），管出口距池中水面高度为13m，直管长90m，管路上有若干个90弯头（总当量长度为5.3m），1个全开的闸阀（当量长度为0.6m），1个底阀（当量长度为28.3），管子采用f1144mm的钢管，估计摩擦因数为0.03。（1） 闸阀全开时，管路中实际流量为多少m3/h？（2） 为使流量达到60 m3/h，现采用调节闸阀开度方法，如何调节才行？此时，闸阀的阻力系数、泵的有效功率为多少？图5解(1) 水池液面1-1与管出
11、口截面2-2间的管路特性方程为： 式中， ，（）。代入上式得： （1） 将代入式1得： （2）而泵的特性曲线方程为： （3）泵工作,联立求解式2、3得： (2) 为使流量由变为60 m3/h，需关小闸阀。闸阀关小后，泵特性曲线方程（式3）不变，由此可以求出新的工作点。将代入式3得：就是闸阀关小后新的工作点的横、纵坐标。qV、H也应满足阀门关小后的管路特性方程，该方程仍可用式1表示。将，代入式1： 解之得：泵的有效功率为：1、气体在一水平等径管中作等温稳定流动上游截面为1 ,下游截面为2, 则管路中两截面处的质量流量qm1 qm2 ,雷诺数Re1 Re2 ,密度1 2 。（）2、水在一段圆形直管
12、内作层流流动，若其它条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的_倍。3、有人希望使管壁光滑些，于是在管道内壁上涂上一层石蜡，倘若输送任务不变，且流体呈层流流动，流动的阻力将会如何变化？4、某液体在内径为d1的水平管路中稳定流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过某内径为d2(d2=d1/2)的管子时，流速将变为原来的_倍；流动为层流时，管子两端压力降Pf 为原来的_倍；湍流时(完全湍流区)Pf 为原来的_倍。5、流体流过两个并联管段1和2，两管内均呈滞流，两管的管长、管内径及体积流量分别是l1、l2、d1、d2、qv1、qv2。若l1=2l2，
13、d1=2d2则qv2/ qv1=_。1 湍流流动的特点是_，故其瞬时速度等于_与_之和。 2雷诺准数的物理意义是_。3当地大气压为755mmHg，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg，则其真空度为_mmHg。4以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为_。5实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是_。6如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将_。(1)不变(2)变大(3)变小(4)不确定7如图所示的并联管路，其阻力关系是_。 （A）(hf)A1B(hf)A2B （B）(hf)AB=(hf)A1B+(hf)A2B （C）(hf)AB=(hf)A1B=(hf)A2B （D）(hf)AB(hf)A1B=(hf)A2B8孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒_、变_，而后者是恒_、变_。9如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的水平管子流出，阀门前、后的
