第三章流体流动与流体输送设备.pptVIP

孔板流量计、第29页，共65页，星期日，2025年，2月5日文丘里流量计第30页，共65页，星期日，2025年，2月5日习题：例五用普通U形管压差计测量气体管路上两点的压力差，指示液用水，读数R为12mm。为了放大读数，改用双液体U形管，指示液A是含酒精40%的水溶液，密度为920Kg/m3；指示液C为煤油，密度为850Kg/m3。问读书可以放大到多少？第31页，共65页，星期日，2025年，2月5日例六、如图所示，管路由一段内径60mm的管1，一段内径100mm的管2及两段内径50mm的分支管3a、3b连接而成。水以2.55×10-3m3/s的体积流量自左侧入口送入，若在两段分支管内的体积流量相等，试求各段管内的流速。第32页，共65页，星期日，2025年，2月5日例七、桶中的水经虹吸管流出，如图所示，设流动阻力可以不计，求管内水的流速，又求截面A、B、C三处的静压力，管径不变，大气压力为101.3KPa。第33页，共65页，星期日，2025年，2月5日例八、水平通风管道某处的直径300mm，为了粗略估计其中空气的流量，在锥形接头两端各引出一个测压口与U形管压差计相连，用水作指示液测得读数为R=40mm。设空气流过锥形接头的阻力可以忽略，求空气的体积流量。空气的密度为1.2Kg/m3第34页，共65页，星期日，2025年，2月5日第三节管内流体流动的阻力一、牛顿粘性定律1-3-1牛顿粘性定律与流体的粘度第35页，共65页，星期日，2025年，2月5日二、流体的粘度粘度与温度的关系：液体：T↑μ↓;气体T↑μ↑由牛顿粘性定律表达式得:粘度的物理意义：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力黏度的单位：SI制：Pa.s；常用单位：cP（厘泊）1cp=0.01p=0.001Pas第36页，共65页，星期日，2025年，2月5日1-3-2流动类型与雷诺准数雷诺实验示意图第37页，共65页，星期日，2025年，2月5日Re≤2000滞流;Re=2000∽4000过渡区Re≥4000湍流;层流：其质点作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。湍流：其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的旋涡。雷诺准数的定义：Re=duρ/μ;准数：无单位流型的判断:第38页，共65页，星期日，2025年，2月5日湍流时由于流体质点的剧烈的碰撞与混合，使截面上靠管心部分各点速度彼此扯平。二、流体在圆管内的速度分布滞流时的速度沿管径按抛物线的规律分布第39页，共65页，星期日，2025年，2月5日流速可能为零。从层流和湍流的速度分布图可以得到：流体在管道内流动，流速延管径发生变化，管路中心流速最大，沿着管径向管壁，流速越来越小，到达管壁处，这是流速在管道内的分布情况第40页，共65页，星期日，2025年，2月5日1-3-5边界层的概念这个速度会使流体的流动类型变为层流，根据流体在管道内的分布情况，可以知道，湍流流动的流体，在靠近管壁处流速减小，我们就将这层流体称为层流边界层。第41页，共65页，星期日，2025年，2月5日式中：hf–直管阻力损失J/Kg；hl-局部阻力损失J/Kg第四节流体在管内的流动阻力阻力损失与流速的关系是：管路总阻力损失等于直管阻力损失和局部阻力损失之和：∑hf=hf+hL第42页，共65页，星期日，2025年，2月5日1-4-1流体在直管中的流动阻力一、圆形直管的阻力通式在1、2截面间列能量衡算有对上式进行分析有，Z1=Z2,u1=u2第43页，共65页，星期日，2025年，2月5日做右图管段内流体的受力分析；F左=F右F右=P1AF左=P2A+第44页，共65页，星期日，2025年，2月5日第45页，共65页，星期日，2025年，2月5日上式即是计算圆形直管阻力的通式，称为范宁（Fanning）公式，此式对层流与湍流都适用。两式中的λ称为摩擦系数,与流体的流动类型和管壁粗糙度（ε）有关第46页，共65页，星期日，2025年，2月5日第1页，共65页，星期日，2025年，2月5日m-质量Kg;；V-流体体积m3；1-1-1流体的密度定义：单位体积流体所具有的质量，密度平均ρ=m/V式中:第2页，共65页，星期日，2025年，2月5日其它单位：atm、bar(巴)、Kgf