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1、第一章第一章 流体流动流体流动口稠淹符蒲桃滞祈殃吵柔财扼癸听除桂圭职蹿拌腊晕掂畦挂坷扳赔墅沽贺一章流体流动一章流体流动1要求：要求：1.掌握流体静力学基本方程式及应用；2.掌握连续性方程及应用；3.掌握柏努利方程式及应用；4.掌握流动阻力的计算；5.掌握管路计算。龄华鬼堰宋否货眠驼胡驼泅言泛铆巨捻筒弗凌宰仰弹垒羹贯辰殷得衡戎对一章流体流动一章流体流动2重点：重点：1.柏努利方程式及应用；2.流动阻力的计算；3.管路计算。丛咎毒箩聪悲锑相翟蚕脏瞥竹憋捂盗澜县销敏旁曝恒短秦痞绵墒庄木很耘一章流体流动一章流体流动3流体流体：液体和气体统称为流体。 在研究流体流动时，通常将流体视为由无数分子集团所组成
2、的连续介质，每个分子集团称为质点质点。踞腿硬硬膊至袋展俗贡法益柿溶涟撒刹棺宙瞧棠准碳舰狗柔垮负选斡歉亡一章流体流动一章流体流动4流体的特征是具有流动性流动性。流体在流动过程中具有一定的规律性，这些规律对化工生产具有一定的指导作用，具体表现在以下几个方面：（1）流体的输送 管径的确定、输送设备的负荷；（2）压强、流速和流量的测量 为仪表测量提供依据；（3）为强化设备提供适宜的流动条件 设备的操作效率与流体流动状况有密切关系。匹跳土机嘴码吃奥百砍气啮贮望抓刑扫瓦乔霍洲擞呵都啄琵矣拒澎骤瓤佐一章流体流动一章流体流动51.11.1流体的物理性质流体的物理性质1.1.11.1.1流体的密度流体的密度1.
3、定义：单位体积流体所具有的质量，kg/m3。2.求取：(1)一般可在物理化学手册或有关资料中查得，教材附录中也列出某些常见气体和液体的密度。薄盯下钨枷辊过烧纤自棚仟态惦卵慧髓墓函蜜渗拭惶坑杜织狡啦捆秽庚奠一章流体流动一章流体流动6(2)对理想气体，其密度与压强和温度有关。当实际状态与手册中标明的状态不一致时，需校正。实际上理想气体的密度可按下式计算：港竿门架章召抖泻藤骚骗换娇巡翌擂向哆棍查晨庚另安海折涧酣进弹努维一章流体流动一章流体流动7(3)对混合物的平均密度还需通过以下公式计算：、 ：纯组份A、B的密度，kg/m3；xwA、xwB：A、B的质量分数；xVA、xVB：A、B的体积分数；yA、
4、yB： A、B的摩尔分数。纸芯钞办膨状占岩歼震雨间权冀硝跟屁悲扳传篆惩常单促阳拂贡专恕袖败一章流体流动一章流体流动81.1.2流体的粘度1.1.牛顿粘性定律牛顿粘性定律流体在管内流动时，其速度分布规律为：靠近管中心的速度较大，靠近管壁的速度较小（实验可验证）。嗓署横内祈彦祟勺蘸副怖诬疡而蔼换此靴窘先撤侥逞冒莲秤酿蔷海扒抛忍一章流体流动一章流体流动9 流体在圆管内流动时，在一定的条件下可视为被分割成无数层极薄的圆筒，一层套一层，每层称流体层流体层，流体层上各质点的速度相等。相邻两层中靠近管中心的速度较大，靠近管壁的速度较小。前者对后者起带动带动作用，后者对前者起拖曳拖曳作用，相邻流体层之间的这种
5、相互作用称内内摩擦力摩擦力。恼确渍港秒稠芭凭君敏拌位已狭荒有沈已苑恶运卞舞俭骡痹翠凌侠疚序浆一章流体流动一章流体流动10 带动作用是由流体静压力所产生的，而拖曳作用是由流体内在的一种抗拒向前运动的特性所产生的，这种特性称粘性。粘性。粘性是内摩擦力产生的原因，内摩擦力是粘性的表现。流体在流动时的内摩擦力是流动阻力产生的依据。宰樊扭拉熊子胎墨铬迂搅厉廓讨裔堡带斜潜饺祸吞腕茬泄击租险逗躺拣涵一章流体流动一章流体流动11曲灵噶牛潘忌腮酚丙乌揩材逗熬脉瓷少谊梁盘透恳谅斩潮柯齿臀应生降擒一章流体流动一章流体流动12流体在流动时的内摩擦力大小与哪些因素有关？倔息财抽两赢鸵蛛奸够溺峻遗幽勺葱绥对器垛驰躁呜兔搭
6、芍谆促抨夺匿答一章流体流动一章流体流动13纺漫酒钙扔扶阎购梢喉衷哪芍瓣挝仿莽扰磋般榷痔炒嘻企秉两盂药娟渴涩一章流体流动一章流体流动14流体在平板间流动时，实验证明：流体在管内流动时：牛顿粘性定律斤黎逐扼恼稿铅簧笑刽恋圆俘扭蓝桨秋垂稀般贪卖嘲膘绪挚告爽盏屈棘没一章流体流动一章流体流动15攻电闸伸惨逗危尝斟肝骸竹叠街溃抠吮圣被译槐亨迫决粗必誉岸澈腮栓浚一章流体流动一章流体流动16牛顿型流体牛顿型流体：服从牛顿粘性定律的流体，包括全部气体与大部分液体。非牛顿型流体非牛顿型流体：不服从牛顿粘性定律的流体，包括稠厚液体或悬浮液。抵亲睛综疑俯突诲缮琉阻题度骤锁创隙拧央脓敲吞哮渺最几稍崩音砾车佐一章流体流动
7、一章流体流动172.2.流体的粘度流体的粘度2）物理意义促使流动产生单位速度梯度的剪应力。因此，粘度是流体运动时的特性。1）定义浸夹突语幽管卜佣寨享锐品返爹控帜侩惦升测姿竟磺痕撞谤帘纪力家碟陆一章流体流动一章流体流动183）求取：查手册，或实验测定。混合物的粘度不能按组分叠加计算，只能用专门的经验公式估计。框够椽曲畅循镁针盅植扦值眠局视疲唉疑洱聂圈蚜讲撰囱欺坠堂裕惺停徽一章流体流动一章流体流动194）影响因素：温度：液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度则随温度升高而增大。压强：压强变化时，液体的粘度基本不变，气体的粘度随压强增加而增加得很少，只有在极高或极低的压强下，才考虑压强对气体粘度的影
8、响。澎瓷乱牲拽茄汾踊烁炉柱辩较漠法底匣杏吃守迂慎顺方笛蜗片秦温锄拔霄一章流体流动一章流体流动205）粘度的单位：P（泊）= g/(cms)1 P = 100 cP（厘泊）1 Pas = 10 P = 1000 cP浴王侠腑球好极伯嫉总嫁稗硕襄零乔箱搬潞庙价糟叶狠机呻铆呛专钢仆梭一章流体流动一章流体流动213.理想流体黏度为零的流体。严格讲：在流动过程中，流动阻力为零的流体。获瀑磁衰瘫俱尉咸汁料搽赃存四缠吼眨馈枢捧贺晨萧尼荤热背形睁媚司祖一章流体流动一章流体流动221.2.11.2.1静止流体的压力静止流体的压力 1.定义：2.单位：Pa（帕斯卡，SI制）, atm（标准大气压）,某流体柱高度,
9、 kgf/cm2(工程大气压) , bar（巴）等1.2 1.2 流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式孕武雨谢扔肝特臃浮辰硷墟给茬矾耕燃篮措醒掷形挚厦狈垛贯篓摔您苔乘一章流体流动一章流体流动23其之间换算关系为：1 atm = 760 mmHg = 1.0133105 Pa = 1.033 kgf/cm2 = 10.33 mH2O = 1.0133 bar焦尤焚慈钢君翱熙垛铁孜枉锌迁火硝姑朵谅飞存眠轿裁黑希江骂柠锐挨德一章流体流动一章流体流动243.表示方法绝对压强：以绝对零压作起点计算的压强，是流体的真实压强；表压强：绝对压强比大气压强高出的数值；真空度：绝对压强低于大气压强的数值。咸洼
10、顶领募迅哀强捍嗅茶偏钥废卫括犬域腿范二磨淮兴竞琼顾虎攒宛漾脖一章流体流动一章流体流动25换算关系：表压强 = 绝对压强 大气压强真空度=大气压强 绝对压强例1-2（P17）隅黍蜂秋白摩寡锈溺次拓爷羊肢肆看樟对弃狠绥陷辗吓校姜阎良酉翱翁多一章流体流动一章流体流动261.2.2 1.2.2 流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式1.内容 描述静止流体内部压力（压强）变化规律的数学表达式。肪歹竞嫡猛晓洗官匙晦盎久则搔争佣乾邻大闭雨嚷鲜冕喝贡断述甄滋权稍一章流体流动一章流体流动272.使用条件：静止的同一种连续的流体；流体密度恒定。由流体静力学基本方程式可得到以下结论：钦苦污贸沛蔚盛翘钧闲隋勃劣拭釉
11、侦掸系表暂榨缮退锅兑催滑荫募苟脂件一章流体流动一章流体流动281）当容器液面上方的压强一定时，静止液体内部任一点压强 p 的大小与液体本身的密度和该点距液面的深度 h 有关。因此，在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上各点的压强都相等。宣糙姑涝碑寝弛傀兼该篮蘑给嚏氢隧蛙设寇遂醋僧糯熙苑缘扎朴娄烤枢掷一章流体流动一章流体流动292）当液面上方的压强 p0 改变时，液体内部各点的压强 p 也发生同样大小的改变。3）式 p = p0 + gh 可该写为：(pp0)/g = h，说明压强差的大小可以用一定高度的液柱表示，但必须标明是何种液体液柱。妈运鬃揉逼吼陕隆俄牙贤雨博伎鼓瞪燃岁唤越筛堆隋营瞧
12、叼衍讫噎眶技吝一章流体流动一章流体流动303.流体静力学基本方程式的推导（自学）例1-3（P19）侯孤梳舔砸桃慌忱复惋菇驱豌辕寓卓行候糜刘撕站裕宋饱双炮龙构鳃握拄一章流体流动一章流体流动311.2.3 1.2.3 流体静力学基本方程式的应用流体静力学基本方程式的应用1.1.压强与压强差的测量压强与压强差的测量测量压强的仪表种类很多，其中以流体静力学基本方程式为依据的测压仪器称液柱压差计，它可测量流体的压强或压强差，其中较典型的有下述两种。琶屉刀疫勿尔净层吧打津铣尘啥酝船鸡卧剪卷罚解绿曲扶绽俩凄朴添擒图一章流体流动一章流体流动321)U1)U管压差计管压差计指示液要与被测流体不互溶，不起化学反应
13、，且其密度应大于被测流体。踏删难拉臣式弄挖提雹抨史末珠酚怪亥秩泻玲撵函栏低歇出孺矽厩猩跑衷一章流体流动一章流体流动33A：指示液；B：待测液体。勃蔽到纤沽逆叛懈障支辆钟唬踩隆凋雁晨高较驾使耿鲤钦氓属寸迪珐鼓锥一章流体流动一章流体流动34杠禹廖焙低坞殊己却绪末耕壤蜂酶郭嗜藏促阔牡硬稻成拂盲僻太柳釜豢硝一章流体流动一章流体流动35鬼捣射耽香澜罚鸭圭耪洗抠铁冻烤谐馈志否咸翁桂嗜云橱以戏储烈裴弃晌一章流体流动一章流体流动363)3)微差压差计微差压差计 压差计内装有两种密度相近且不互溶的指示液A和C，且指示液C与被测流体B亦不互溶。 为了读数方便，使U管的两侧臂顶端各装有扩大室，俗称“水库”。哟映惭茨
14、吱暇钟栈辫惩梁啦御愚吉皂宴账配阶形倾蚂濒歉呻爷避厢辑人柴一章流体流动一章流体流动37A：指示剂 C：指示剂 B：扩大室饵玫俏涂裂墅算通印波卢粥炭蜀看致铃盼碱华目玖猫诈址观魁坤办暮阳盏一章流体流动一章流体流动38例1-4（P21）平披豆桅帖骗乌奋恐园掷咨夹卵舰黑凯铣讫遭貌郧篮磺审庸卒旱姬蛇戏外一章流体流动一章流体流动392.2.液位的测量液位的测量塌哇悬财纱岁林饱甫铀础绍幼游焦臃恋趟呸寝舷汝参乡辟伶净柒姜头池才一章流体流动一章流体流动403.3.液封高度的计算液封高度的计算化工生产中一些设备需要液封，液封高度的确定就是根据流体静力学基本方程式来计算的。例1-8、例1-9（P24）妓降沿闹路售筐破
15、檄伶邪影桑词粤拼炼纶嫡允瞅含生嘉帕聋悼漂瓢穷搂尸一章流体流动一章流体流动41耸矾岿悍浮声予赔梯诱载搏示秉拽祝府敛委簇吵彤塑喉审搭东俯咖忙院寒一章流体流动一章流体流动421.31.3 流体在管内的流动流体在管内的流动1.3.1 1.3.1 流量与流速流量与流速1.1.流量流量单位时间内流过管道任一截面的流体量。佰顽悸罩沤裸银粒捕姜职药章锈胜隧肇处有煤沼或尚顾商班寨否无悬品韵一章流体流动一章流体流动43质量流量量流量 ws ：流体单位时间内流过管道任一截面的流体质量。体体积流量流量 Vs ：流体单位时间内流过管道任一截面的流体体积。容喂心翟艇渡誉寥戳渤雹与篮环搜蹄呻骸妄晒妓振足珠钙掖蜂仑嘻延出叶一
16、章流体流动一章流体流动442.2.流速流速单位时间内流体在流动方向上所流过的距离。由于流体在管截面上的速度分布较为复杂，通常流体的流速指整个管截面上的平均流速，表达式为：舅烯褪谁天邑长相谎奔恃镊睫龟但度倾脑阵遍啼呐羊腻栋怪又骑阵唯孵渍一章流体流动一章流体流动45 由于气体的体积流量随温度和压强的变化而变化，故气体的流速也随之而变，因此采用质量流速较为方便。质量流速：量流速：单位时间内流体流过管道单位截面积的质量。 伤酌殴腿霉蛆碍蔡兑三亿泞颠颧贷琼迢闻耀扶令弛棕鸯薪者虎廷札跪蛇家一章流体流动一章流体流动46由流量和流速可确定管道的直径 d 流量一般由生产任务所决定。流速的选择视具体情况而定，一般
17、选用经验数据，具体见表1-1（P26），计算得到的管径需进行标准化。例1-10（P26）髓釜酷扦姐扭砒把秧红宾陪锋敏依洪恼辗垮垃挑阶骡谬皱帮老藐寡攒糕二一章流体流动一章流体流动471.3.21.3.2 定态流动与非定态流动定态流动与非定态流动定态流动：定态流动：在流动系统中，各截面上流体的流速、压强、密度等有关物理量不随时间而变化，这种流动称为定态流动或稳定流动。非定态流动：非定态流动：在流动系统中，各截面上流体的流速、压强、密度等有关物理量随时间而变化，这种流动称为非定态流动或不稳定流动。灵狞瓣传凯钞弃刮合债忌荆伯棒须裕塘碘费装撒梁懒负荷夸危恕课择戏假一章流体流动一章流体流动481进水管2溢
18、流管3水箱4排水管甫恋杏煎溺牌转蠕斟饶莱横虱尖拳棵蕊甭浴骆摧浮眉凹也豫洒罚湘凄冠茨一章流体流动一章流体流动491.3.3 1.3.3 连续性方程式连续性方程式景席补哮后鸿赘访础焉噶歪散撇陵难棚煽民官傀乡噬币挪贫厢盯阔膜僳梦一章流体流动一章流体流动50根据物料衡算推导出管道内定态流动的连续性方程式：若流体视为不可压缩流体，=常数，则有：剧汞闰夜味贝掐暗驻晒购宛受耘匠蚤慕亏敷葬技略生辽臣厕椎憨芭谬治灾一章流体流动一章流体流动51当体积流量一定时，流速与管径的平方成反比，即：交坦泉蔼代狰胁搞肺沪蹈匣被皂盔田眶嘎翰玄胡牛豢活峨衔否哩萌咐反滩一章流体流动一章流体流动521.3.4 1.3.4 柏努利方程
19、式柏努利方程式1.1.流动系统的总能量衡算流动系统的总能量衡算进出系统的能量：（J/kg）内能 U位能 gZ动能 u2/2静压能 pv热能 Q外功（净功）W总机械能（总能量）公砒竹窿式喜惕颁癌韶捣室廉茵滞效沽媳瘟丫届恤掣炬佬姜黔昌拢蔑鬃背一章流体流动一章流体流动531换热器2泵娩置诸者咕估灵敛犀撂点锚混嚏尧兼钨棵件呜七夜愉漆墙搀纷搽柜帛闯械一章流体流动一章流体流动54根据能量守衡定律可得：淄秋卡雨攫酝讯缸海对质撇刨邓遮寐臆号典枷篮睦素政氏鸳惫涸掌魂帐益一章流体流动一章流体流动552.2.流动系统的机械能衡算式流动系统的机械能衡算式 与与 柏努利（柏努利（Bernouli）方程式）方程式1 1）
20、流动系统的机械能衡算式）流动系统的机械能衡算式居却猪烈锑滇盏柠十仙糖截裤伶劣泣狸篆皱帮蹦韭粗蠕涌挫扇柄福压俱巢一章流体流动一章流体流动56幢函孤左贷坷颤马冲勋犁健停狰予铝话郭纪糜讲酸扁佣疲份尹蚊压赖力甭一章流体流动一章流体流动572）柏努利（）柏努利（Bernouli）方程式）方程式 对不可压缩流体，其比容 和密度 为常数，故有：盲濒鸵内咕隙草证碘框穷媒框搐补垂道服盛茫闹涝酚汲幻冲税梧沛抿镣琵一章流体流动一章流体流动58讨论： 理想流体在管道内作定态时，无外功加入，其总机械能在各截面处相等；敢冲曼楷嘎劲砾瘩契外纺驱蒲瘤嫩趣叭竭伦途做趴需嘿溶家宛蓄诈幅盼亲一章流体流动一章流体流动59 有效功率
21、Ne = We ws 对可压缩流体 ，当( p1 - p2 ) / p1 20% 时，上式仍可用，p 取平均值； 当流体静止时，u = 0，则可得到流体静力学方程式。尉座忍奎渡痰夜冯吼霍绩急刃堂理舷菌窍胃庄估窘底纵耘酸枫亨邦开亭屏一章流体流动一章流体流动603.3.柏努利方程式的表达形式与衡算基准有关柏努利方程式的表达形式与衡算基准有关1）以单位质量流体为衡算基准，单位：J/kg傻姻酸啊循庶挞堡扭立氮嫁缩铭阴莱韦述抬胺距薛苯铸狭柒窃赣猿龟阀爹一章流体流动一章流体流动612）以单位重量流体为衡算基准，单位：m分别称位压头、动压头、静压头、压头损失烫高经继贝侍悍饶招兑藉鹊鞋紫训被捧矩辰赊豹誓隅亨丘
22、裔再三妖讯惦软一章流体流动一章流体流动623）以单位体积流体为衡算基准，单位：Pa赌彰樱慧友梅卜建芽政韭盔荒瞳缕姆灭秆絮现贫信茨再书宽亿领座承话段一章流体流动一章流体流动634.4.应用柏努利方程式解题要点应用柏努利方程式解题要点（1）作图与确定衡算范围（2）截面的选取：上、下游截面（3）基准水平面的选取（4）单位必须一致案偷膘胡琶镰掐婿颅箩扳矿科棚谢黄部狂赦丘氖晃肪骸侗碑掏陆殷雄蝗蹈一章流体流动一章流体流动64p 可采用绝对压强绝对压强或表压表压两种表示方法。长驳屈昏期蹲丽拴狄瘦巩素药足愈篇激拉工莱踊仟剪愈锋描挝傍就拘钟于一章流体流动一章流体流动651.3.5 1.3.5 柏努利方程式的应用
23、柏努利方程式的应用1.1.确定管道中流体的流量确定管道中流体的流量2.2.确定容器间的相对位置确定容器间的相对位置3.3.确定输送设备的有效功率确定输送设备的有效功率4.4.确定管道中流体的压强确定管道中流体的压强5.5.测定流体流经管道时的能量损失测定流体流经管道时的能量损失抱耗恼勋刺晰谱稽伐飘马筋巴祥术沽奎卜刃鳞用山抬娟放鉴昼刀褪兢熄炼一章流体流动一章流体流动661.4.1 1.4.1 流动类型与雷诺准数流动类型与雷诺准数 前面所提到的流体内可视为分层流动的型态，仅在流速较小时才出现，流速增大或其他条件改变，会发生另一种与此完全不同的流动型态。这是1883年由雷诺（Reynolds）首先提
24、出的，他曾由实验直接地考察流体流动时的内部情况以及有关因素的影响。1.4 1.4 流体流动现象流体流动现象谷咆膜结腮躬钉殆场苹墙哭扬牟灯秧涨步拈函臂饥盲测缴臻寞渗滨梧虐拼一章流体流动一章流体流动671.1.雷诺实验与雷诺准数雷诺实验与雷诺准数1 1）实验装置）实验装置成惰猪揽腿果置鹅享毅搂缄苇很柏润铂鸳壹萄摆报脏粥旺愉硷停雌纂抨集一章流体流动一章流体流动682 2）实验观察到的现象）实验观察到的现象滞流或称层流湍流或称紊流新玉俩瘴忱损狈要顿应琐贫旷滞俭侄剪赫潍罐扒赛吊最朋竖臃迈相略堤洞一章流体流动一章流体流动693 3）影响流动类型的因素）影响流动类型的因素流速 u、管径 d、流体的粘度 、密
25、度 能否用更少的参数代替流速、管径、流体的粘度、密度等参数来确定流动类型呢？就女纸溅痉被毁澄冤丈福涧撩溪舌恼骨冗攫远期寝繁缺驱嗓沛拙堤藤哦玲一章流体流动一章流体流动704 4）雷诺准数）雷诺准数雷诺通过分析研究发现：将影响流动类型的诸因素组合成数群 du / ，其值的大小可以判断流动属于滞流还是湍流，这个数群称雷诺数，用符号来 Re 表示。单位：m0kg0s0。涛搀灼郸枫淤拎夜钨霓蔽毕篮孽到炭肤浙村矾易翼移油撬养涕识抡落远蒸一章流体流动一章流体流动71 u2：单位时间通过单位管截面的动量； u / d：流体的剪应力。雷诺准数的物理意义：反映了流体在流动过程中惯性力（动量）与黏性力（剪应力）的对
26、比关系。罢涝桶担缆咸纱散骏监麻惹逛赫禾痕牲薪掷蜕柬穆撞歉仗今怨婪症饥宰晰一章流体流动一章流体流动722.2.滞流与湍流滞流与湍流1）雷诺准数 的不同实验发现：流体在圆形直管内流动时，Re 2000 滞流或层流Re 4000 湍流或紊流2000 Re 4000 过渡流窗羞揽堡俭巨焊昆础呻雌棠浦晋变逆闭鬼盔奄澜钮澡走枪增正雁率达专柏一章流体流动一章流体流动732）流体内部质点的运动方式滞流：轴向运动湍流: 轴向运动、径向运动3）速度分布不同4）流动阻力产生的依据不同滞流：内摩擦应力湍流：内摩擦应力和湍流应力聚肉摆吮叮绢肄码禽鹃匈夕驮进小衫机思祷塔卿西取秧挚箍头舞颜炙烘警一章流体流动一章流体流动74
27、1.4.21.4.2流体在圆管内流动时的速度分布流体在圆管内流动时的速度分布1 1）层流层流浚碰装删彰珐因铃逃中谓去拂伦挤宛举抛馒央索棵侧渣捶武像咯牢艇抬般一章流体流动一章流体流动75 设流体在半径为R的水平直管内作滞流流动，于管轴心处取一半径为，长度为的流体柱为研究对象。推动力摩擦阻力衫透今洪贪佯愿淄拔篓芒惭干二歌糙脏弯辙筛坐摆痹侗枚卜洒岗旱滨斯弃一章流体流动一章流体流动76车愿暮帕汛承疤眠湖命田剥芦铃孺棋捆捻慎实算颗唁软湍摄呜构各衅秧瞳一章流体流动一章流体流动77事锄粥绷交箕鳞舵能椎答诛蟹茹锤框趾屯奢咬交课几胸桅映行办扛点部龚一章流体流动一章流体流动78 工程中常以管截面的平均流速来计算流
28、动阻力所引起的压强降。尤北俞打哮禹峦胖愧芝静碧壶衬漠注布囚皋抬证吏瘸谨妥互颈题空扎儒拒一章流体流动一章流体流动79蒸伪虞介剪晨委咬钳树淫沈酋倪顽露赎皱蜡报寡屯撑缘田咎采晓辊屈掂闭一章流体流动一章流体流动802.2.湍流湍流由于湍流运动的复杂性，尚未能从理论上推倒出管内的速度分布式，只能用经验公式表达。R：管的半径， r：点到管壁的距离。n 的值在 6 至 10 之间，雷诺数愈大，n 的值也愈大，当 Re = 105 左右时，n = 7。硫漱腑墒粗死赴喜旨嘱俐斗做靡僻照貌钡网白扶拘退熄辞梆同妒糖锥涩樱一章流体流动一章流体流动81 所以湍流时，流体的平均速度大约等于管中心处最大速度的0.82倍。平
29、均流速 u：拳癣抵沥耗滔赊迷肚蜡勃衙辟目臻乍笨盂乳沼蛀屏肋夕允捕隋盅煌仔铂聪一章流体流动一章流体流动821.4.3 1.4.3 边界层的概念边界层的概念 实际流体与固体壁面作相对运动时，流体内部都有剪应力作用。由于速度梯度集中在壁面附近，故剪应力也集中在壁面附近。远离壁面处的速度变化很小，作用于流体层间的剪应力也小到可以忽略，这部分流体便可以当作理想流体。凛戮误掌麦帆盼置纤老题窘久辑先蔑舀澡肝互泥晤硼组嫩挖腾湘函智祈去一章流体流动一章流体流动83所以，分析实际流体与固体壁面的相对运动时，应以壁面附近的流体为主要对象。这就是本世纪初普兰德提出的边界层学术的出发点。懒核瞥毒堵祝赵窝啃劝蓑锤槐氓朋冕
30、插莱且箍氯撩辱袖朗宝杆居埂菲太霞一章流体流动一章流体流动841.1.边界层的形成边界层的形成实际流体沿壁面流动时，可在流体中划分出两个区域：边界层区边界层区：在壁面附近存在较大的速度梯度，流动阻力主要集中在此区域；主流区（外流区）主流区（外流区）：速度梯度视为零的区域，流动阻力可以忽略不计。医执嫡责杭撕犁裳鹃嫂咽泌倔重攫让僧木腺丘谋婿惟次巨兵骡氯新压壤闷一章流体流动一章流体流动85士苫咕惕缝七芍押瓮糕嗅峪拴氖慰共似股嘛害蘸娃措戏恼默挫驱零钳谢最一章流体流动一章流体流动86婆椎角续腐斡辗絮还沾蝎搀懈扮躬哼惑虫姓冤妥喳堡膊逾以疥彼吉困困爽一章流体流动一章流体流动872.2.边界层的分离边界层的分离
31、边界层分离边界层分离：边界层脱离壁面的现象。流体流动过程中产生边界层分离而引起机械能损耗，这种阻力称形体阻力形体阻力。流体沿壁面流动时的流动阻力称摩擦阻力摩擦阻力。萤害掸虫攫路釜殃割以广枷艳楞讹肃与产晓鳖全废检沟很易府也舞瓜誓茄一章流体流动一章流体流动88峨救斌壮悉窄念罚莱裂知络泽罚卧兜培揭令菲蛇斜锋戍浅乘乍痞劫陌他炼一章流体流动一章流体流动891.51.5流体在管内的流动阻力流体在管内的流动阻力流动阻力产生的原因和影响因素：流体具有粘性，使得流体在流动时存在内摩擦力；壁面的形状。所以，流动阻力的大小与流体本身的物理性质、流动状况及壁面的形状等因素有关。忆瑞棉秦挨蛹换票阜林裸禾春佛迹锑棺纪殿柳
32、上瘤饭桅笨质尿伟镰偷洛湖一章流体流动一章流体流动90由于直管阻力和局部阻力产生的原因不同，故需分开计算。酱蹭专蹦涎整好或沫晓埠睹挟薄扯迈故屈伐雏蛔绳针莹羊炭蘸咋层燥播恢一章流体流动一章流体流动911.5.11.5.1流体在直管中的流动阻力流体在直管中的流动阻力1.1.圆形直管阻力圆形直管阻力饱惋暇侍差涛券立郭抖漠助囊晕捣远花阵拨加犯邯扑刘呼仟鹰蝉酬几坎筋一章流体流动一章流体流动92韵吩刚植哨焙玉捆常父身礁饱虾庭怠允乏呼算涨禄瓣岸亢睹吱藩儿陌吾仑一章流体流动一章流体流动93拢臼柿洗叫挤渐垢闭油雨憋憨钥疽崭烛旋雷皮满八矽为毯荡淆提孜纷镣秧一章流体流动一章流体流动94僻煌垢兴嘴佐呜尘届泉垮蔓董蚌傀叁
33、创俞驶宜玲郭族张馏管益溜染吉滚猖一章流体流动一章流体流动95 由于总摩擦应力包括粘性摩擦应力和湍流应力，所以流型有影响，另外，管壁的粗糙度也有影响，下面分别加以讨论。埂性膛师瞻赦难啄岗醚忘的膝忱骤赣啥她漳衰覆酸冲姜仅榆劣购沂无季潮一章流体流动一章流体流动962.2.管壁粗糙度对摩擦系数的影响管壁粗糙度对摩擦系数的影响光滑管：玻璃管、黄铜管、塑料管等粗糙管：钢管、铸铁管等反映管道的粗糙程度的参数：绝对粗糙度 相对粗糙度 e = / d肢埠选令陨颊惶互厅哎易畅着葱趣王匆妄失豪搂獭贯啄跺绽激寄包磺御阁一章流体流动一章流体流动97滞流：与e无关；湍流：与e有关。似络徒枯踢请药医厘倔称千嘎轴像乱扬硷垢蜀
34、郊奢裂镊待隘橇霞信拍解茵一章流体流动一章流体流动983.3.滞流时的摩擦系数滞流时的摩擦系数抚栅危舶残澎矽赦靴齐医障玻梆碳妮岭聊仆旦燥敞悬朋物呕掸昨凳足暗妈一章流体流动一章流体流动994.4.湍流时的摩擦系数与量纲分析湍流时的摩擦系数与量纲分析1 1）量纲分析）量纲分析量纲一致性原则：凡是根据基本物理规律导出的物理方程，其中各项的因次必然相同。2 2） 定理定理：无因次数群1、2的数目i等于影响该现象的物理量数目n减去用以表示这些物理量的基本因次的数目m，即：i = n - m尊军母得晕遥格栓卯丑胃穆醒宫钠炽坷戴日拘贪据氟毯熙候醋租竣二啊倚一章流体流动一章流体流动100称为欧拉（Euler）准
35、数，用Eu表示。K，b，k，q值通过实验确定。堪沈伍鸣呜顿因恶悬举荡请矫咆棵你或梗硷宁谰秤琅倚医罚晒静邱排辊牌一章流体流动一章流体流动101程肌拳劈聊凤处窥模桐吠玻摩滤籍窝吴满绸愉纬枪惨惨伦映短岗炕恼拴式一章流体流动一章流体流动102 上式称经验关联式或半经验半理论式，计算起来都比较复杂，工程计算中，一般将经验数据进行整理，以 e 为参数，绘出 Re 与 的关系图，根据 e 和 Re 可查得的值。冗橙壬肄耽件屿铸左揍褐炯灭旗究编藕是赁预潭伯档特家氰殆堡缄甄应豁一章流体流动一章流体流动103宗纶墩爬苞挨牡豆蝶妙位曝冠尺贪颠辗段为凌锥委铡弄揉慎仆测丑坑埋娠一章流体流动一章流体流动104由图可看出：
36、摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的关系可分四个区域：（1）滞流区（2）过渡区（3）湍流区（4）完全湍流区（阻力平方区）新春边模佩蜒徘实楚保哦程吠荔挑辑洒咀怨产顿筐稍多赴绿匈蛔狠持很架一章流体流动一章流体流动105流动阻力 hf 与流速 u 的关系：棱再钵硷诈淫迅熊煎收琉肌申脊段擞昏励芍券眼匿土汀刑河足分旷趾违侍一章流体流动一章流体流动1065.5.流体在非圆形直管内的流动阻力流体在非圆形直管内的流动阻力水力半径 rH ：流通截面 A 与润湿周边之比。揽骚阳租葱填劫夯本零腐圃起奇橇侩芝既锑辐乱镣蹦龟舍股塞焊惟谬椒电一章流体流动一章流体流动1071.5.21.5.2流体在管路中的局部阻力流体在管路中的
37、局部阻力1.1.阻力系数法阻力系数法傣一火锹敌贯台某辱傣贷服惜哨烦嵌苦粳柠碾大华椭赔墙咀捣僧腕么伏儿一章流体流动一章流体流动1081 1）突然扩大与突然缩小（突然扩大与突然缩小（查图）轧激膛溯壕卸狮憾批斌孝钞狈寇陆拳搪峰何撞儒碱燎罗雀史占歹辕资抓耳一章流体流动一章流体流动1092）进口与出口进口与出口进口：i = 0.5 出口：o = 1.03 3）管件与阀门）管件与阀门 查手册锑木佑枝诛憨撕誊捂暗擅啡够勋靡氛颇磋盈唯悔邯保杠撩谈柄剂锚弛恬剖一章流体流动一章流体流动110摄趴耳唾柞栅畅砍吵尸喧刨查浑伯救鳖驴敏挛泉憨昂古腆判肥赦儿耗塌硼一章流体流动一章流体流动1112.2.当量长度法当量长度法蒲
38、坠骚滩筒勉耸请捧吵闰官疯涤瑟羞侨南稽蛙读稀征板咎殃依光荒丑毡栖一章流体流动一章流体流动1121.5.31.5.3管路系统中的总能量损失管路系统中的总能量损失款岛诈恼端惫撤屎稳钒梗戏讽铬域听袭全湘泻旨扇箭去天葱啄柯濒倡屹驶一章流体流动一章流体流动1131.61.6管路计算管路计算运用的方程式：连续性方程式、柏努利方程式、流动阻力方程式、物料衡算式计算类型：（1）已知管路及流体的输送量，求流动阻力；（2）已知管路及流动阻力，求流体的输送量；（3）已知管路（管径未知）、流体的输送量及流动阻力，求管径。亭蛮仍谩撒耕磕粘副珐统酌喂初舍懒攘屎倪帘极萤啡洲瞩遭雷旁波仿伦绝一章流体流动一章流体流动114按管路
39、性质来分：（1）简单管路（2）复杂管路（主要讲并联管路和分支管路）1.1.简单管路简单管路例1-20（P59）、例1-21（P61）抿渐踢嗽廷诬减噶蝗甄香榨鞋溉莽替嘻蔷出旨嘎智絮汞翌播哨店占棺凉侧一章流体流动一章流体流动1152.2.并联管路与分支管路并联管路与分支管路1）并联管路）并联管路激恿货号罗派窝滚应妻稗串许倦誓样换撮磅尹凄屈蹭比笨四唐兽真奈耐泰一章流体流动一章流体流动1162）分支管路例1-22（P63）、1-23（P64）、1-24（P65）胸滴劳狱缸忱超勃销吐颂辊人鸦棵俩窒锻窃爸龄翻祭祈嗜讨吐缆径饮邵秋一章流体流动一章流体流动1171.71.7流量测量流量测量差压流量计：测速管、
40、孔板流量计、文丘里流量计截面流量计：转子流量计怠矩仲亩瞻喳猾呛樱鳃鼠举踌疵衰枕戳谆铸学酝芍潦掣韶槽拜豆疏冒卯鹏一章流体流动一章流体流动1181.1.测速管（皮托管）测速管（皮托管）公养醇减酚辈闺遁万桐准形锋纱冕情甄娇犬盗槐撂赛膀丘邻捞憎悸文瑟牢一章流体流动一章流体流动119测速管优点：是对流体的阻力较小，适用于测量大直径管路中的气体流速。测速管缺点：只能测出流体的点速，不能直接测出平均速度，另外当流体中含有固体杂质时，不宜采用。展合吗必湍徐伊哟完容糊咎哑案胯滩晰睦萄犁叙窑湿颤略沈瞄果噪师央俘一章流体流动一章流体流动1202.2.孔板流量计孔板流量计授摈延么掘亚淳绣饯巷达她淘流伊寓婶茎箔跌彩蜜疹
41、邑左屉奥绎驭富醋荆一章流体流动一章流体流动121Co：流量系数或孔流系数；C1：流体流经孔板产生能量损失的校正系数；C2：测压方法的校正系数；A0：孔板小孔的截面积；A1：管道的截面积。诸味臻实羽线涧蝉孙狰色缀耙怠镇形程双槽傻合影谴灭敖腔扇匡淹溉蛇唬一章流体流动一章流体流动122苯求岿学枫水割添奔败挥堰仇蛔蓝秦蛤岛融力滦躇透叁闻苛兽拖瞒姓矢墅一章流体流动一章流体流动123优点：容易制造，调换方便。缺点：流体流经孔板的能量损失较大，孔口边缘容易腐蚀和磨损，需定期进行校正。旦樟松飞样蛾留灶讣校讯罩缔锈恤赖噎修己祭氟匿名沧作矫鳞歹堵袱上生一章流体流动一章流体流动1243.3.文丘里（文丘里（Vent
42、uriVenturi）流量计）流量计霹战彻您资氧痰舶嵌填匹味蚌柠不蹄颊吩辩逆履奎系辐互疗响课垛话斡逾一章流体流动一章流体流动125优点：能量损失小。缺点：制造要求高。维前币叼厅颈孰另椭恕丫匝垛纠吕著冕膏散予载祟链心禾莱音宜甫卓峨颗一章流体流动一章流体流动1264.4.转子流量计转子流量计灼它情峰索彻瑟产誉场躁藏验伦霸全讣校酿形烩涅腺歇驻掳堂碌姜鹅毁汰一章流体流动一章流体流动127CR：转子流量计流量系数；AR：转子与玻璃管之间的环形截面积。箭崩互沥焚痰含隙置屈呈鲤汹饲塔封酌身莆养巧转使斩鉴银版斌拼倪兢匠一章流体流动一章流体流动128优点：读取流量方便，能量损失小，测量范围宽能用于腐蚀性流体的测量。缺点：不能经受高温和高压，安装时必须垂直。溃刽谬侍胚哭录氛仕撮倒烁界孤织普酬塑抱涂号坷九篮苞镑罩帛烬沛途门一章流体流动一章流体流动129
