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安博体育3流体流动过程及流体输送设备

时间:2024-01-08 14:00 来源:网络

  安博体育(2) 实际流体伯努利方程式: 当在1、2截面间的系统中有外界能量He输入,且

  4. 因为方程中ρ=常数,所以只适用于不可压缩性流体。 对于可压缩性流体,若两截面压力变化小于原绝对压 的20%时,可用,此时取平均密度。

  3.1 流体的基本性质 3.2 流体流动的基本规律 3.3 流体压力和流量的测量 3.4 管内流体流动的阻力 3.5 流体输送设备

  ①选择输送流体所需管径尺寸。 ②确定输送流体所需能量和设备。 ③流体性能参数的测量,控制。 ④研究流体的流动形态,为强化设备和操作提供理论依据安博体育。 ⑤了解输送设备的工作原理和操作性能,正确地使用流体输

  质量流速的定义是单位时间内流体流经管路单位截面积的 质量,以w表示,单位为 kg·-1· -2,表达式为: s m w=qm/S 流速和质量流速两者之间的关系: w=ρu 工业上用的流速范围大致为:

  流速:单位时间内流体在流动方向上流过的距离安博体育,单位:m/s 说明: (1)实际上,管道内各流体质点的速度是不一样的(粘性),

  (2)为方便起见,实际流速多用平均流速u (3)平均流速u与流量qV 的关系为: u = qV / S。 (4)流体在一般管路中有一定的流速范围。

  流体在圆管内的流动, 可以看成分割成无数极薄的 圆筒层,其中一层套着一层, 各层以不同的速度向前流动, 如图3—2所示。

  在应用柏努利方程时,应该注意以下几点。 ①作图 根据题意作出流动系统的示意图以助分析题意。 ②截面的选取 选取截面应使: (a) 两截面间流体必须连续、均质; (b)两截面与流动方向相垂直(平行流处,不要选取阀 门、弯 头等部位); (c)所求的未知量应在截面上或在两截面之间出现; (d)截面上已知量较多(除所求取的未知量外,都应是 已知的或能计算出来,且两截面上的u、p、Z与两截面间的 Hf都应相互对应一致)。

  2. 由实验测得,查手册; 3. 混合物的粘度由经验公式估算 4. 单位:SI: Pa· s 物理单位制 :P(泊)=100 cp(厘泊) 5. 影响粘度的因素:

  液体: T↑,μ↓ ; P忽略 (升高温度,液体分子间距增大, 吸引力降低,粘度降低); 气体: T↑ ,μ↑; P↑, μ↑ (由于气体分子间距大,吸 引力小,增加温度或增加压力,分子间碰撞增加,阻力增 大,粘度大)

  2.比体积 单位质量流体所具有的体积称为流体的比体积,以υ表示, 它与流体的密度互为倒数:

  υ=1/ρ υ一流体的比体积,m3· -1; kg ρ—流体的密度,kg· -3。 m

  3.压力 流体垂直作用于单位面积上的力称为压力: p= F/A p—流体的压力,Pa; F—流体垂直作用于面积A上的力,N; A—作用面积,m2。 压力的单位Pa(Pascal,帕),即N· -2。 m 常用压力单位与Pa之间的换算关系如下: latm=760mmHg=1.01325×105Pa=10.33mH2O= 1.033kgf· -2 ㎝

  3.1 流体的基本性质 1.密度 单位体积流体所具有的质量称为流体的密度,其表达式 为: ρ=m/V ρ-流体密度,kɡ· -3 ; m-流体质量,kg;V-流体体积,m3。 m 气体具有可压缩性及热膨胀性,其密度随压力和温度有 较大的变化。气体密度可近似地用理想气体状态方程进行计 算: ρ=pM/RT p—气体压力 kN· -2或kPa;T—气体温度 K;M—气体摩 m 尔质量 g· -1;R—气体常数Jmo1-1· -1。 mol K

  (1) 理想流体伯努利方程式: 设在1、2截面间没有外界能量输入,液体也没有向外界作功, 则m[kg]理想液体所具有的机械能为定值。

  所以流体输送管路的直径可根据流量及流速进行计算实 际管路选择,因为d正比于u-1/2,所以选择的u越小,则d 越大,那么对于相同的流量,所用的材料就越多,所以材 料费、检修费等基建费也会相应增加。相反,选择的u越 大,则d就越小,材料费等费用会减少安博体育,但由于流体在管

  1.学习目的 (1)着重掌握柏努利方程的不同表达形式及其应用。 (2)掌握雷诺数(Re)的定义并能根据(Re)数值的大小来 判定流体流动的形态;了解流体滞流和湍流的特点。 (3)掌握离心泵的构造、工作原理、性能参数和安装高度的 有关知识。 2.本章的重点 (1)连续性方程与机械能衡算方程是描述流体流动过程的基 本方程。 (2)流体流型的判定。层流与湍流两种流型与Re的关系。 (3)阻力损失的计算。流体在管路中的流动阻力损失包括直 管摩擦阻力损失和局部摩擦阻力损失。 (4)离心泵的性能参数和安装高度的计算。 3.本章的难点 管内流体流动的阻力计算

  原则上基准水平面可以任意选取,但为了计算方便,常 取确定系统的两个截面中的一个作为基准水平面。如衡算系

  若所选计算截面平行于基准面,以两面间的垂直距离为 位压头Z值;若所选计算截面不平行于基准面,则以截面中 心位置到基准面的距离为H值。 Z1,Z2可正可负,但要注意正负。 ④单位务必统一 最好均采用国际单位制。

  实验:(平板实验,如图) 现象:上层:u=u(附着力) 下层:u=0 中间:上层对下层有牵引力, 下层对上层有阻碍力。 结果:各流层速度有差异 说明:F是流体内部产生的,称内摩擦力或剪切力。

  牛顿性流体:服从牛顿粘性定律的流体;(本课程 重点) 非牛顿性流体:不遵循牛顿粘性定律的流体(非线=1.96 m·-1 s s

  (2)容器相对位置的确定 例3-2 采用虹吸管从高位槽向反应釜中加料。高位槽和反

  流量:单位时间内流过管道任一截面的流体量(体积或质 量) 说明: (1)若流量用体积来计算,称为体积流量,以 qV 表示, 单位:m3/s 。 (2)若流量用质量来计算,称为质量流量, 以 qm 表示, 单位:kg/s 。 (3)两者关系为: qm=qVρ (ρ-密度)

  例 3-l 今有一离心水泵,其吸入管规格为88.5mm×4 mm,压出 管为75.5mm×3.75mm,吸入管中水的流速为 1.4 m·-1,试求 s 压出管中水的流速为多少?

  物理意义:在稳定流动的系统中,流体流经管道 的质量流量 恒为常数,但各截面的流速则随管道的截面积S 和密度ρ 的不同而不同。 说明:该方程非常重要,反映了管道截面上流速的变化规律

  1. 理想流体稳定流动时存在三种机械能; 2. 各种形式的能量可以相互转换,但总能量守恒; 3. 柏努利方程表明了能量之间的转化关系。 物理意义:反映了各形式能量,折合成位能后,具有把1kgf (重量)自身从基准面开始提升的高度。 如:静压能=5mH2O,相当于能将1kg的水提高5m

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