第1章流体流动讲述.pptVIP

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第1章流体流动讲述

第一章 流体流动 二、流体静力学方程 1、流体静力学方程的推导: 对静止流体内任一点的受力情况进行分析:受力平衡,合力为零。 第三节 流体动力学方程——流体在管内流动的基本方程 一、几个概念: 第四节 管内流体的流动现象 学习目的:研究流体流动中能量损失的原因 一、牛顿粘性定律 1、黏性:流体流动过程中产生内摩擦力的性质。 2、黏度(μ):表示黏性大小的物理量。 3、牛顿黏性定律: 第五节 流体流动阻力 一、流体在圆形直管内层流时的阻力(能量损失) 二、流体在圆形直管中湍流时的阻力损失 影响因素很多, 三、流体在非圆形直管内流动的阻力 四、局部阻力 第六节 管路计算 简单管路:特点: ① 已知流量、管径和管长,求阻力损失 ②已知流量、管长和阻力损失,求管径 ③已知管径、管长和阻力损失,求流量 常用方法:试差法(②、③) 程序:先估计(设定)一个λ值——代入阻力损失计 算公式中求出u——算出Re——根据Re(考虑层流或 湍流)查出λ值——验证查得λ值与估计值是否一 致,若不一致,重新估计,计算。 第七节 流量测定 一、测速管(皮托管):测定管中心点速度 二、孔板流量计 三、转子流量计 1、管内壁的粗糙度:层流,管壁处u=0,不考虑。 湍流,需要考虑。 绝对粗糙度(ε):管内壁凸出部分的平均高度,mm 相对粗糙度: ε/d 2、湍流摩擦因数的确定:λ(Re, ε/d ) 利用摩擦因数图来确定。 环形管,两部分润湿周边 如果管道中有阀门,弯头等管件时,这些管件的阻力计算,称作局部阻力计算。 两种计算方法: 1、阻力系数法: ξ——阻力系数,突然扩大,突然缩小,管出口,管入口 u取管径小处的流速 2、当量长度法: 产生与局部阻力相同的沿程阻力所需的长度,叫做局部阻力当量长度。有了各种管件的当量长度数据,就可以计算局部阻力了。 管路中的总阻力为直管与局部阻力之和 这是等待出厂的阀门 截止阀 闸阀 u A B 测定流量,而不是流速 * * 第一节 概 述 一、研究对象 管内流体的流动 流体在管内流动时内部受力情况及机械能的变 化,分析产生变化的原因,并利用相关理论进 行定量计算,为设备选型提供依据。 不可压缩流体:流体的体积不随压力及温度变化,这种流体称为不可压缩流体。 可压缩流体:流体的体积如果随压力及温度变化,则称为可压缩流体。 二、学习目的 1、掌握流体在管内流动时所具有的力学性质——黏性(粘 性) 2、掌握流体在管内流动时机械能的变化情况——机械能衡算 3、学会利用上述理论计算——管路计算 掌握:简单管路计算 了解:复杂管路计算 第二节 流体静力学方程——静止流体的力学性质 一、几个常用概念 1、密度(ρ): ρ=m / v 单位:Kg/m3 液体——不可压缩流体 气体——可压缩流体; 混合流体密度的计算 2、比容积(υ):υ=v / m=1/ ρ 单位: m3/Kg 3、比重(d):相对密度,流体在一定温度 下的密度与4℃水(1000Kg/ m3 )的密度之比。 4:压强(Pa)(压力): 单位: Pa=N/m2; 1Kgf / cm2=9.8N / cm2 =9.8×104 Pa; 1atm=760mmHg=1.013×105 Pa 表示方法:表压力;绝对压力;真空度 绝对压力=大气压+表压力 绝对压力=大气压-真空度 表压与真空度的动画 表压等于系统绝压减去当地大气压,而真空度是当地大气压减去系统绝压。真空度正好是负的表压。比如某系统的真空度为200mmHg,则系统的表压为-200mmHg。如果当地大气压等于760mmHg,该系统的绝压为,表压加上当地大气压,等于560mmHg。 常用数据和单位 练习: 1 某设备需要用200KPa的蒸汽对食品原料进行灭菌,则蒸汽输送管路所需压力为多少Kgf/cm2? 此时的灭菌温度为多少? (假设无压力损失) 2 书课后习题56页1-2题。 P1 P2 mg 0 Z2 Z1 设受力向上为正:有 P1=p1A P2=p2 A mg=ρVg=ρA

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