第一章 流体流动.pptVIP

∑Hf：压头损失，m如果有外加机械功（H）输入其它形式：∑hf：单位质量流体的能量损失W=gH：单位质量流体的外加能量第29页，共83页，星期日，2025年，2月5日二、伯努利方程式的应用分析和解决流体输送有关的问题液体流动过程中流量的测定调节阀流通能力的计算P26例1-9第30页，共83页，星期日，2025年，2月5日注意：1、截面选取：确定物料衡算和机械能衡算的范围。①与流动方向垂直②两截面间流体连续③所求的物理量在截面上能反映出来④截面已知量较多通常选系统的起点和终点为相应的截面第31页，共83页，星期日，2025年，2月5日2、确定基准面：确定衡量位能大小的基准通常选截面较低的一个水平面为基准面。3、压力同时采用表压或绝对压力P27例1-10第32页，共83页，星期日，2025年，2月5日第三节管内流体流动现象一、黏度（一）牛顿黏性定律1、黏性：流体流动时产生内摩擦力的性质2、黏度：衡量流体黏性大小的物理量称为黏度。3、内摩擦力：运动着的流体内部相邻两流体层间由于分子间的作用力和分子的无规则运动而产生的相互作用力。第33页，共83页，星期日，2025年，2月5日牛顿黏性定律：实验证明：流体的内摩擦力（剪应力）与法向速度梯度成正比μ：黏度（Pa·S）第34页，共83页，星期日，2025年，2月5日μ：黏度单位：Pa·s厘泊（cp）：1cp=0.01p=0.001Pa·s物理意义：速度梯度为1时，单位面积上所产生的内摩擦力大小。运动黏度：υ＝μ/ρ单位m2/s。温度对粘度的影响液体：温度上升，黏度下降；气体：温度上升，黏度增大。压力对液体的黏度无影响。压力不是极高或极低时，压力对气体黏度的影响可忽略。第35页，共83页，星期日，2025年，2月5日（二）流体中的动量传递由于流体层之间速度不等，动量从速度大处向速度小处传递。：单位体积流体的动量：单位体积流体的动量梯度τ：单位时间单位面积的动量，称为动量传递速率剪应力的单位：第36页，共83页，星期日，2025年，2月5日三、非牛顿型流体1、牛顿型流体：在流动中形成的剪应力与速度梯度的关系完全符合牛顿黏性定律的流体，如：水、空气等。2、非牛顿型流体：不服从牛顿黏性定律的流体，如：泥浆、悬浮液等。第37页，共83页，星期日，2025年，2月5日二、流体流动类型与雷诺准数1、雷诺实验u比较小时，流体在管内沿轴线方向成一条轮廓清晰的直线，平稳地流过整根玻璃管，与旁侧的水不混合；u↑，直线流动的有色细流开始出现波动成波浪形细线；速度再增，细线的波动加剧，然后被冲断而向四周散开，最后使整个玻璃管中的水呈现均匀的颜色。第38页，共83页，星期日，2025年，2月5日2、流动类型层流：流体在管中流动时，质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点之间互不混合的流动状态称为层流(laminarflow)或滞流(viscousflow）湍流：流体质点除了沿着管道向前流动外，各质点的运动速度在大小和方向上都发生变化，质点间彼此碰撞并互相混合，这种流动状态称为湍流(turbulentflow)或紊流。过渡流：介于层流和湍流之间的流动类型。第39页，共83页，星期日，2025年，2月5日3、雷诺数Re量纲：1，无因次物理意义：表明惯性力与黏性力之比。Re≤2000：层流Re≥4000：湍流2000Re4000：过渡流第40页，共83页，星期日，2025年，2月5日三、流体在圆管内的速度分布（一）层流时的速度分布速度分布为抛物线状管中心的流速最大，向管壁的方向渐减，靠管壁的流速为零，平均速度为最大速度的一半。第41页，共83页，星期日，2025年，2月5日（二）流体在圆管中湍流时的速度分布流体质点间进行着湍流动量传递，使管截面上的速度分布比较均匀。Re增大，流体湍动程度增大，速度分布曲线顶部区域越宽阔而平坦。第42页，共83页，星期日，2025年，2月5日第四节管内流体流动的摩擦阻力损失一、管、管件及阀门1、管种类管径：φA×B，A为管外径，B为管壁厚度，单位一般为mm。如φ108×4：管外径为108mm，管壁厚为4mm2、管件管与管的连接部件，用来改变管道方向、连接支管、改变管径及堵塞管道等。3、阀门截止阀、闸阀、止逆阀第43页，共83页，星期日，2025年，2月5日二、流体在直管中的流动阻