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第 一 章 流 体 流 动 一、流体的连续介质模型 二、流体的密度 三、流体流动中的作用力 四、流体流动中的机械能 一、流体的连续介质模型 1、质点 一个含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸但比分子自由程却要大得多。 这样，可以假定流体是由大量质点组成的，彼此之间没有空隙、完全充满所占空间的连续介质。 定态流动：如果运动空间各点的状态，不随时间而变化，该流动称定态流动。 例：对速度而言，对于空间任一固定点，随着时间的流逝，流体质点不断更换，但该点的速度始终如一。 非定态流动：各物理量不仅随位置而且随时间 变化的流动。 二、流体的密度 第 一 章 流 体 流 动 一、流体的静压强 二、流体静力学方程 三、流体静力学方程的应用 一、流体的静压强 1、压强的定义 流体的单位表面积上所受的压力，称为流体的静压强，简称压强。 二、流体静力学方程 1、方程的推导 第一章 流体流动 一、流量与流速 二、连续性方程式 三、能量衡算方程式 四、柏努利方程式的应用 一、流量与流速 二、连续性方程 在稳定流动系统中，对直径不同的管段做物料衡算 四、柏努利方程式的应用 1、应用柏努利方程的注意事项 1）作图并确定衡算范围 根据题意画出流动系统的示意图，并指明流体的流动方 向，定出上下截面，以明确流动系统的衡标范围。 2）截面的截取 两截面都应与流动方向垂直，并且两截面的流体必须是 连续的，所求得未知量应在两截面或两截面之间，截面的有 关物理量z、u、p等除了所求的物理量之外 ，都必须是已知 的或者可以通过其它关系式计算出来。 第一章 流 体 流 动 一、流动类型与雷诺准数 二、层流与湍流的比较 三、边界层的概念 一、流动类型与雷诺准数 1、雷诺实验 二、层流与湍流的比较 1、流体内部质点的运动方式 流体在管内做层流流动时，流体质点沿管轴做有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。 流体做湍流流动时，其质点做不规则的杂乱运动， 并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。流体质点在沿流动方向运动的同时，还做随机的脉动。湍流实际上是一种非定态的流动。 三、边界层的概念 边界层：流速降为未受影响流速的99%以内的区域 。 第一章 流 体 流 动 一、两种阻力损失 二、直管阻力 三、局部阻力损失 四、总阻力损失 二、直管阻力 1、计算圆形直管阻力的通式 无论是层流或湍流，均可用通式计算直管阻力损失。 三、局部阻力损失 1、阻力系数法 近似地认为局部阻力损失服从平方定律 ξ为阻力系数 ，由实验测定 。 四、总阻力损失计算 第一章 流 体 流 动 一、管路计算类型与基本方法 二、简单管路的计算 三、复杂管路的计算 四、阻力对管内流动的影响 一、管路计算的类型与方法 二、简单管路的计算 管路 三、复杂管路的计算 1、分支管路 四、阻力对管内流动的影响 如图所示的简单管路中有一阀门，阀门的两侧分别连接压强 计A和B，高位槽液面维持不变， 管内流体由截面2-2’流出， 假设管路的管径相同，后半 部分处于水平状态，现在将 阀门由全开转为半开，讨论 压强表读数及流量的变化。 第一章 流 体 流 动 一、测速管 二、孔板流量计 三、文丘里流量计 四、转子流量计 一、测速管 二、孔板流量计 1、孔板流量计的结构 三、文丘里流量计 简单管路 复杂管路 流体从入口到出口是在一条管路中流动 的，没有出现流体的分支或汇合的情况 串联管路：不同管径管道连接成的管路 存在流体的分流或合流的管路 分支管路、并联管路 1、串联管路的主要特点 通过各管段的质量不变，对于不可压缩性流体 b）整个管路的阻力损失等于各管段直管阻力损失之和 例：一管路总长为70m，要求输水量30m3/h，输送过程的允许压头损失为4.5m水柱，求管径。已知水的密度为1000kg/m3，粘度为1.0×10-3Pa·s，钢管的绝对粗糙度为0.2mm。 分析： 求d 求u 试差法 u、d、λ未知 解：根据已知条件 u、d、λ均未知，用试差法，λ值的变化范围较小，以 λ为试差变量 假设λ=0.025 解得：d=0.074m，u=1.933m/s 查图得： 与初设值不同，用此λ值重新计算 解得： 查图得： 与初设值相同。计算结果为： 按管道产品的规格，可以选用3英寸管，尺寸为φ88.5×4mm 内径为80.5mm。此管可满足要求，且压头损失不会超过 4.5mH2O。 12℃的水在本题附图所示的管路系统中流