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1、第三节 流体运动基本知识 流体运动是由无数流体质点的运动所组成的，且质点之间都有力相互作用，质点上的力和其本身的运动存在一定的规律。一、流体动力学基本概念流线流线：流动空间的一条曲线，是针对某一时：流动空间的一条曲线，是针对某一时刻所有质点的轨迹。曲线上所有流体质点的刻所有质点的轨迹。曲线上所有流体质点的瞬时运动方向均与曲线相切。瞬时运动方向均与曲线相切。迹线迹线：流体质点运动的轨迹线，是针对某一：流体质点运动的轨迹线，是针对某一时段内某一质点的轨迹。时段内某一质点的轨迹。v通流截面：通流截面：流体在管道当中流动时，其垂直于流体在管道当中流动时，其垂直于流动方向上的截面流动方向上的截面v流量：
2、流量：单位时间内流过通流截面的液体的体积单位时间内流过通流截面的液体的体积v平均流速：平均流速：二 流体运动的分类v根据运动要素（流速和压强）是否随时间变化分类 恒定流：运动要素不随时间变化 非恒定流：运动要素随时间而变化v根据流体速度是否沿流线变化分类 均匀流：流速的大小和方向沿流线不变的运动。这种流动的流线为平行的直线，如水深不变的顺直渠道的恒定流。非均匀流：流速的大小和方向沿流线有变化的流动。如在管道上扩大或转弯处的水流运动。v按流体运动接触的壁面情况分类 有压流：流体过流断面的周界为壁面包围，没有自由表面，流体在压力下流动。如一般给水管道，供热管道。无压流：流体过流断面的壁和底为壁面包
3、围，具有自由表面的。如天然河道的流动和排水管中的流动。毕托管测流速三 流速水头和毕托管v设流速为v,高为h的水柱，质量为m，下降高度h后小孔出口流速为v,由能量守恒：流速水头四.连续性原理1.推导过程：推导过程：假设：假设：.取一个截面积很小的取一个截面积很小的细细流管，垂直于流管的同一截面上的流管，垂直于流管的同一截面上的各点流速相同；各点流速相同；.流体由左向右流动流体由左向右流动；.流体具有流体具有不可压缩性不可压缩性；.流体质点不可能流体质点不可能穿入或者穿出流管穿入或者穿出流管；.在一个较短的时间在一个较短的时间 t内，流进流管的流体质量等于流出流内，流进流管的流体质量等于流出流管的
4、流体质量（管的流体质量（质量守恒质量守恒），即：），即：2.理想流体的连续性方程理想流体的连续性方程(连续性原理、流量方程连续性原理、流量方程)：u流流体体在在同同一一细细流流管管中中作作稳稳定定流流动动时时，通通过过任任一一截截面面S的的体体积流量积流量保持不变。保持不变。u推推广广，对对于于不不可可压压缩缩的的实实际际流流体体，任任意意流流管管、流流体体管管道道都都满足连续性原理。满足连续性原理。u如果同一截面上流速相同，不可压缩的流体在流管中做稳如果同一截面上流速相同，不可压缩的流体在流管中做稳定流动时流体的流速定流动时流体的流速 与流管的截面积与流管的截面积S成反比，成反比，即截面大处
5、即截面大处流速小，狭窄处流速大。流速小，狭窄处流速大。体积流量：体积流量：表示单位时间内流过任意截面表示单位时间内流过任意截面S的流体体积，的流体体积，称为体积流量，简称称为体积流量，简称流量流量，用，用Q表示，单位为表示，单位为m3/s.第四节 伯努利方程伯努利方程：理想流体在伯努利方程：理想流体在重力场重力场中作稳定流动中作稳定流动时，时，能量守衡定律能量守衡定律在流动液体中的表现形式。在流动液体中的表现形式。理想液体伯努力方程理想液体伯努力方程 其物理意义为：在管内做稳定流动的理想液体具有压力能、势能和动能三种形式的能量，在任一截面上这三种能量可以互相转换，但其总和不变。实际液体伯努力方
6、程（考虑粘性）hw：水头损失第五节第五节 流动阻力及水头损失流动阻力及水头损失 有无粘滞性是理想液体和实际液体的本质有无粘滞性是理想液体和实际液体的本质区别。区别。粘滞性是液流产生水头损失的决定因素。粘滞性是液流产生水头损失的决定因素。1、水头损失的物理概念及其分类、水头损失的物理概念及其分类 水头损失：水头损失：单位重量的液体自一断面单位重量的液体自一断面流至另一断面所损失的机械能。流至另一断面所损失的机械能。分类：分类：(1)沿程水头损失沿程水头损失;(2)局部局部水头损失。水头损失。沿程水头损失：沿程水头损失：水头损失是沿程都有并随沿水头损失是沿程都有并随沿程长度增加程长度增加,用用hf
7、表示。表示。局部水头损失：局部水头损失：局部区域内液体质点由于相对运动局部区域内液体质点由于相对运动产生较大能量损失。常用产生较大能量损失。常用 hj 表示。表示。常见的发生局部水头损失区域常见的发生局部水头损失区域 只要局部地区边界的形状或大小改变，液流内部结构就要急剧调整，流速分布进行改组流线发生弯曲并产生旋涡，在这些局部地区就有局部水头损失。(1)液体具有粘滞性。(2)由于固体边界的影响，液流内部质点之间 产生相 对运动。液体具有粘滞性是主要的，起决定性作用。液流产生水头损失的两个条件液流产生水头损失的两个条件 对于某一液流系统而言，若同时受若干个沿程阻力和局部阻力，且各局部阻力相距较远
8、互不影响，则全流程上总水头损失应为所有沿程水头损失与所有局部水头损失之和：式中n为等截面的个数；m为局部阻力个数gdlhf22nl=其中：沿程阻力系数，与流动态状和管壁糙度有关。：局部阻力系数，由实验确定或查有关水力计算手册选定。第二章 卫生器具和管材第一节 卫生器具 用来满足日常生活和生产过程中各种卫生要求，用来满足日常生活和生产过程中各种卫生要求，收收集和排除污废水集和排除污废水的设备。的设备。包括：包括：1.便溺器具便溺器具 2.盥洗、沐浴器具盥洗、沐浴器具 3.洗涤器具洗涤器具 4.地漏地漏一、卫生器具的分类一、卫生器具的分类1.便溺器具便溺器具 （1）.大便器：坐式、蹲式和大便槽大便
9、器：坐式、蹲式和大便槽 （2）.小便器：挂式、立式和小便槽小便器：挂式、立式和小便槽 2.盥洗、沐浴器具盥洗、沐浴器具 （1）、洗脸盆：洗脸、洗手和洗头）、洗脸盆：洗脸、洗手和洗头 （2）、盥洗槽：一般设在同时有多人使用的地方。）、盥洗槽：一般设在同时有多人使用的地方。（3）、浴盆：供人们沐浴用）、浴盆：供人们沐浴用 （4）、淋浴器：用于集体宿舍、体育场馆及公共浴室。）、淋浴器：用于集体宿舍、体育场馆及公共浴室。3.洗涤器具洗涤器具 供人们洗涤器物用。供人们洗涤器物用。(1)、污水盆、污水盆 （2）、洗涤盆）、洗涤盆 （3）、化验盆）、化验盆4.4.地漏地漏地漏是连接地漏是连接排水管道系统排水
10、管道系统与室内面的重要接口，它的与室内面的重要接口，它的性能好坏直接影响室内空气性能好坏直接影响室内空气的质量，对的质量，对卫浴间卫浴间的异味控的异味控制非常重要制非常重要。地漏的作用：排出地面上的积水。一般用铸铁或塑料地漏的作用：排出地面上的积水。一般用铸铁或塑料制成，本身包含有存水弯。地漏需设置在房间地面最制成，本身包含有存水弯。地漏需设置在房间地面最低处，地面作成的坡度，坡向地漏低处，地面作成的坡度，坡向地漏存水弯的形式：存水弯的形式：P形、形、S形形二、卫生器具的布置二、卫生器具的布置1.根据卫生间和公共厕所的平面尺寸、所选用根据卫生间和公共厕所的平面尺寸、所选用根据卫生间和公共厕所的
11、平面尺寸、所选用根据卫生间和公共厕所的平面尺寸、所选用的卫生器具类型和尺寸布置卫生器具。既要的卫生器具类型和尺寸布置卫生器具。既要的卫生器具类型和尺寸布置卫生器具。既要的卫生器具类型和尺寸布置卫生器具。既要考虑考虑考虑考虑使用方便使用方便使用方便使用方便，又要考虑，又要考虑，又要考虑，又要考虑管线短，排水通畅，管线短，排水通畅，管线短，排水通畅，管线短，排水通畅，便于维护管理。便于维护管理。便于维护管理。便于维护管理。2.2.卫生器具的安装高度应使其卫生器具的安装高度应使其卫生器具的安装高度应使其卫生器具的安装高度应使其使用方便，功使用方便，功使用方便，功使用方便，功能正常发挥。能正常发挥。能
12、正常发挥。能正常发挥。三、卫生器具安装三、卫生器具安装三、卫生器具安装三、卫生器具安装 （一）、卫生器具的安装条件（一）、卫生器具的安装条件（一）、卫生器具的安装条件（一）、卫生器具的安装条件1.所有卫生器具连接的管道水压试验、灌水试验已所有卫生器具连接的管道水压试验、灌水试验已完毕，并已完成隐检手续完毕，并已完成隐检手续2.浴盆的安装要等土建做完防水和保护层以后进行浴盆的安装要等土建做完防水和保护层以后进行 3.其他卫生器具应在室内装修基本完成后进行稳装。其他卫生器具应在室内装修基本完成后进行稳装。（二）、卫生器具的安装程序（二）、卫生器具的安装程序（二）、卫生器具的安装程序（二）、卫生器具
13、的安装程序1.安装准备安装准备2.卫生器具及配件检查卫生器具及配件检查（1 1）.外观检查：表面有无缺陷；外观检查：表面有无缺陷；（2 2）.敲击敲击敲击敲击检查：轻轻敲打，声音实而清脆是未受检查：轻轻敲打，声音实而清脆是未受损伤的，声音沙哑则有裂纹损伤；损伤的，声音沙哑则有裂纹损伤；（3 3）.丈量丈量丈量丈量检查：用钢卷尺量测主要尺寸；检查：用钢卷尺量测主要尺寸；（4 4）.通球通球通球通球检查：对圆形孔洞可做通球检查，检验检查：对圆形孔洞可做通球检查，检验用球的直径为孔洞直径的倍。用球的直径为孔洞直径的倍。3.卫生器具的安装卫生器具的安装（1 1）.根据短管中心，确定安装中心线根据短管中
14、心，确定安装中心线根据短管中心，确定安装中心线根据短管中心，确定安装中心线（2 2）.预制支架，并安装预制支架，并安装预制支架，并安装预制支架，并安装（3 3）.将将将将卫生器具放在正确的位置上，将器具的出卫生器具放在正确的位置上，将器具的出 水口插入排水短管内，按实，抹平油灰；或将排水水口插入排水短管内，按实，抹平油灰；或将排水软管插入排水短管内软管插入排水短管内(4).卫生器具配件预制安装：给水配件，排水配卫生器具配件预制安装：给水配件，排水配件件(5).卫生器具稳装卫生器具稳装:校正器具，摆平放直，并固定校正器具，摆平放直，并固定校正器具，摆平放直，并固定校正器具，摆平放直，并固定,采用
15、预埋螺栓或膨采用预埋螺栓或膨采用预埋螺栓或膨采用预埋螺栓或膨胀螺栓安装固定。胀螺栓安装固定。胀螺栓安装固定。胀螺栓安装固定。(6).卫生器具与墙、地之间的缝隙处理卫生器具与墙、地之间的缝隙处理(7).外观检查外观检查外观检查外观检查(8).(8).满水、通水试验满水、通水试验满水、通水试验满水、通水试验检验方法检验方法检验方法检验方法:满水后各连接件不渗不漏；通水试验给、满水后各连接件不渗不漏；通水试验给、满水后各连接件不渗不漏；通水试验给、满水后各连接件不渗不漏；通水试验给、排水畅通排水畅通排水畅通排水畅通三、卫生器具安装的基本技术要求三、卫生器具安装的基本技术要求三、卫生器具安装的基本技术
16、要求三、卫生器具安装的基本技术要求（1）、位置的正确性：包括平面位置和安装高度）、位置的正确性：包括平面位置和安装高度（2）、安装的稳固性：注意器具底座、支架、支腿）、安装的稳固性：注意器具底座、支架、支腿安装的准确和稳固安装的准确和稳固（3）、安装的美观性：端正、平直，符合安装允许）、安装的美观性：端正、平直，符合安装允许偏差的要求偏差的要求（4）、安装的严密性：给水部分、排水部分、）、安装的严密性：给水部分、排水部分、卫生器具边缘与墙面的缝隙填塞卫生器具边缘与墙面的缝隙填塞（5）、安装的可拆卸性：用活接头、长丝管箍、）、安装的可拆卸性：用活接头、长丝管箍、可拆卸的根母连接可拆卸的根母连接（
17、6）、安装后的防护与防堵塞：）、安装后的防护与防堵塞：卫生器具处切断水源，用草袋覆盖，封闭器具敞开卫生器具处切断水源，用草袋覆盖，封闭器具敞开的排水口，特别注意保护地漏。的排水口，特别注意保护地漏。四、冲洗设备四、冲洗设备 冲洗设备在便溺用卫生器具中是一个重要设备，冲洗设备在便溺用卫生器具中是一个重要设备，必须有足够的水压和水量以便充走污物，保持清洁卫必须有足够的水压和水量以便充走污物，保持清洁卫生。生。冲洗设备分为两类：冲洗水箱、冲洗阀冲洗设备分为两类：冲洗水箱、冲洗阀第二节 管材、附件和水表一、管材和附件一、管材和附件1、室内生活给水管道：、室内生活给水管道：DN150mm时，采用镀锌钢管
18、；时，采用镀锌钢管；DN150mm时，采用非镀锌钢管或给水铸铁管。时，采用非镀锌钢管或给水铸铁管。2、生产和消防室内给水管道：、生产和消防室内给水管道：一般用非镀锌钢管、给水铸铁管、塑料管。一般用非镀锌钢管、给水铸铁管、塑料管。3、室内生活污水管道：、室内生活污水管道：可采用铸铁排水管或塑料管。可采用铸铁排水管或塑料管。（一）钢管（一）钢管1、焊接钢管（水煤气钢管）、焊接钢管（水煤气钢管）普通型工作压力普通型工作压力50mm或双向流动的管段上。调节流量较差。或双向流动的管段上。调节流量较差。（3）蝶阀）蝶阀关闭严密，且流动阻力较小，用于需经常启闭的管段关闭严密，且流动阻力较小，用于需经常启闭的
19、管段上。可精确地调节流量。上。可精确地调节流量。（4）止回阀）止回阀止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中的止回阀又称单向阀或逆止阀，其作用是防止管路中的介介质质倒流。倒流。（5）浮球阀）浮球阀是一种利用液位的变化而自动启闭的构件。一般设是一种利用液位的变化而自动启闭的构件。一般设在水箱水池的进水管上，是由曲臂和浮球控制水塔在水箱水池的进水管上，是由曲臂和浮球控制水塔或水池的液面，灵活耐用或水池的液面，灵活耐用。安装注意事项：安装注意事项：在管线中不要使止回阀承受重量，大型的止回阀应独立在管线中不要使止回阀承受重量，大型的止回阀应独立支撑支撑;安装时注意介质流动的方向应与安装时注意介质流
20、动的方向应与阀体阀体所标箭头方向所标箭头方向一致一致 截止阀蝶阀止回阀浮球阀旋塞阀三、水表三、水表是一种计量建筑物或设备用水量的仪表。是一种计量建筑物或设备用水量的仪表。目前常用的是流速式水表。目前常用的是流速式水表。按翼轮构造不同分为：旋翼式、螺翼式按翼轮构造不同分为：旋翼式、螺翼式旋翼式旋翼式水表适用于小口径管道的单向水流总旋翼式旋翼式水表适用于小口径管道的单向水流总量的计量量的计量.如用口径如用口径15mm、20mm规格管道的家庭用规格管道的家庭用水量计量。这种水表主要由外壳、叶轮测量机构和减速水量计量。这种水表主要由外壳、叶轮测量机构和减速机构机构,以及指示表组成以及指示表组成,具有结
21、构简单的特点。具有结构简单的特点。翼轮转翼轮转轴与水流方向垂直，水流阻力大。轴与水流方向垂直，水流阻力大。螺翼式同旋翼式水表一样，螺翼式水表也属于速度螺翼式同旋翼式水表一样，螺翼式水表也属于速度式水表的一种。当水流入水表后，沿轴线方向冲击水表式水表的一种。当水流入水表后，沿轴线方向冲击水表螺翼形的叶轮旋转后流出，叶轮的转速与水流速度成正螺翼形的叶轮旋转后流出，叶轮的转速与水流速度成正比，经过减速齿轮传动后，在指示装置上显示通过水表比，经过减速齿轮传动后，在指示装置上显示通过水表的水总量。的水总量。翼轮转轴与水流方向平行，水流阻力小。多为大口径水翼轮转轴与水流方向平行，水流阻力小。多为大口径水表，用于测量大的流量。表，用于测量大的流量。旋翼式水表的工作原理是：水流从表壳进水口切向冲旋翼式水表的工作原理是：水流从表壳进水口切向冲击叶轮使之旋转，然后通过齿轮减速机构连续记录叶击叶轮使之旋转，然后通过齿轮减速机构连续记录叶轮的转数，从而记录流经水表的累积流量。轮的转数，从而记录流经水表的累积流量。