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1、流体流动知识点一、流体静力学基本方程式p 二 p +p g(z -z )或 P = P + pgh 2112 或o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：绝压一大气压二表压表压常由压强表来测量；大气压一绝压二真空度 真空度常由真空表来测量。3、压强单位的换算:1atm=760mmHg=10.33mH2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at4、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：P P 二(p - p)gR1 2 A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
2、式p丰常数，w 二 u A p 二 u A p 二uA p 常数As 1 1 1 2 2 2p=常数，V = u A = u A =uA 常数As 1 1 2 2pA=常数，圆形管中流动 u1/u A / A d 2 /d2 2 1 2定态流动的柏努利方程式能量衡算式 以单位质量流体(ikg流体)为基准的伯努利方程:u2寸+P u 2 PgZ + 二 + We = gZ + 丄 +1 P 22 p讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。u222、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式:P u 2 gZ + 二 + i p23、可压缩流体，当Ap/p 20%，仍可用上式，且P14、注意运用柏努利方程
3、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P的计算:理想气体P 二PM/RT混合气体p x + + p X2v2n vn混合液体xw 1pmxw 2+p2xwnpn上式中：xvi-体积分率；xwi-质量分率。6、gz、U2/2、p/ P三项表示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。刀h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, f是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne二Wew,轴功率N二Ne/nw，s7、以单位重量流体为基准的伯努利方程各项的单位为m：A p A u 2A Z + Hp g 2 gfP u 2Pu 2Z + _l + 亠 + He =
4、 Z + 亠 + 亠 + H1 p g 2g2 p g 2gm以单位体积流体为基准的伯努利方程,各项的单位为pa：W p = pgh + Ap + Aue2+ pSh p f afu2+ pShu2p gZ + P + p_L + pWe = p gZ + P +p1 1 2 2 23、流型的比较： 质点的运动方式； 速度分布，层流：抛物线型，平均速度为最大速度的0.5倍；湍流：碰撞和混和使速度平均化。 阻力-层流：粘度摩擦力，湍流：粘度摩擦力+湍流切应力。四、柏努利式中的刀hf（一）流动类型：1、雷诺准数Re及流型Re二duQ/二du/v,为动力粘度，单位为PaS；v二/q为运动粘度，单位m
5、2/s。层流:Re2000,湍流:Re4000；2000Re4000为不稳定过渡区。2、牛顿粘性定律T = （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。二）流体在管流动时的阻力损失S h = fh + fh fJ/kg1、直管阻力损失hfh = x 1u2A p宁公式（层流、湍流均适用）.fd2p层流: x = f ( R )即x :=64或h32 卩lu哈根泊稷叶公式eRfp d 2e、 湍流区（非阻力平方区）：ed高度湍流区（阻力平方区）：九 =f (d具体的定性关系参见摩擦因数图，并定量分析 h 与 u 之间的关系 f推广到非圆型管d _ d _ 4 r _ 4
6、 x流通截面积 e J 润湿周边长注：不能用 de 来计算截面积、流速等物理量。2、局部阻力损失 h 阻力系数法，hU2匚=1.0 匚=0.5f2出口进口l u 2当量长度法，h=九fd 2注意：截面取管出口外侧，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，f=（/（l; ie +肌）u2在变径管中作稳定流动时，不同管径的管路加和，S (l +1 )i eidu2+肌i)它流体在水平变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。流体在水平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所损失的是机械能中的静压能项。f完全湍流（阻力
7、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、V = V + V 2 + V 32、 S h = Y h =Y h =Y hff 1f 2f 3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。II分支管路：1、V = V + V + V1232、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、柏努利方程式在流量测量中的
8、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C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丕变。习题一、填空1、边长为a的正方形管道，其当量直径de为 （a）2、在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管径为细管的 2 倍。 则细管水的流速为粗管流速的倍。（4）3、流体在圆管流动时的摩擦阻力可分为_ 和_两种。局部阻力的计算方法有 法和法。（直管阻力，局部阻力，阻力系数，当
9、量长度）4、在静止的同一种连续流体的部，各截面上_能与能之和为常数。（位，静压）5、开口 U 型管压差计是基于原理的测压装置，它可以测量管路中上的或。（流体静力学 任意截面 表压强 真空度）6、流体在管作湍流流动时，在紧贴管壁处速度为 ,邻近管壁处存在 层，且Re值越大，则该层厚度越_。（零，滞流（或层流）薄（或小）7、实际流体在直管流过时，各截面上的总机械能_守恒。因实际流体流动时有 。（不， 摩擦阻力）8、流体在一段装有若干个管件的等径直管中流过的总能量损失的通式为，它的单位为。 （二（九一产亠）7，J/kg）9、定态流动时，不可压缩理想流体在管道中流过时各截面上 相等。它们是之和，每一种
10、能量，但可以互相转换 。（总机械能； 位能、动能和静压能、不一定相等）10、某设备的真空表读数为500mmHg,设备外环境大气压强为640mmHg，则它的绝对压强为Pa。（640-500=140mmHg = 140X133.32 = 1 866X104Pa。）11、流体在圆形直管作滞流（层流）流动时，其速度分布呈形曲线，中心最大速度为平均速度的 倍。此时摩擦系数入与无关，只随加大而 。（抛物线，2,/d, Re,减小）12、流体在圆形直管流动时，在湍流区则摩擦系数入与_及_有关。在完全湍流区则入与雷诺系数的关系线趋近于线。(Re,/d，水平)二、选择题1、判断流体流动类型的是( B )(A)
11、Eu 准数(B) Re 准数(C) e /d (D) Apf2、流体在圆形直管作定态流动，雷诺准数Re=1500,则其摩擦系数应为(B )(A)0.032(B) 0.0427(C) 0.0267(D) 无法确定3、在法定单位制中，粘度的单位为(D )(A)cp(B)p (C)g/( cm.s )(D) Pa s4、在静止流体部各点的静压强相等的必要条件是(D )(A) 同一种流体部 (B) 连通着的两种流体(C) 同一种连续流体 (D) 同一水平面上，同一种连续的流体5、在一水平变径管道，细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体流 过时，U管压差计测量的是(C )(A) A、B两截面间的
12、总能量损失(B) A、B两截面间的动能差(C) A、B两截面间的压强差(D) A、B两截面间的局部阻力5、管路由直径为57X3.5mm的细管，逐渐扩大到108X4mm的粗管，若流体 在细管的流速为4m/s。则在粗管的流速为( B )(A) 2m/s (B)1m/s(C)0.5m/s(D)0.25m/s6、气体在直径不变的圆形管道作等温定态流动，则各截面上的(D )(A)速度相等 (B)体积流量相等(C)速度逐渐减小 (D)质量流速相等7、湍流与滞流的本质区别是( C )(A) 湍流的流速大于滞流的(C) 滞流无径向脉动，湍流有径向脉动8、在阻力平方区，摩擦系数入(C )(A)为常数，与Re,/
13、d均无关(B)湍流的Re值大于滞流的(D) 湍流时边界层较薄(B)随Re值加大而减小(D)是Re值与 /d的函数A、与U2成正比B、与u成正比C、与U1.75成正比 D、与U0.55成正比(C)与Re值无关，是/d的函数 9、流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为(B)三、判断题1、在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用小管中的流速。(V )2、不可压缩的理想流体在管道作定态流动，若无外功加入时，则流体在任一截 面上的总压头为一常数。(V )3、流体在管道任意截面径向上各点的速度都是相同的，我们把它称为平均流速(X )4、在同一种连续流体，处于同一水平面
14、上各点的压强都相等。(X )5、某定态流动系统中，若管路上安装有若干个管件、阀门和若干台泵，则此管 路就不能运用连续性方程式进行计算。(X )6、用U管压力计测量管路中两点的压强差，其压差值只与读数R和两流体的密 度差有关，而与U管的粗细、长短无关。(V )流体输送机械 知识点一、工作原理基本部件：叶轮（612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。1、压头H,又称扬程H =AZ +型+ HP g f2、有
