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1、化工原理 第一章 流体流动 小结第1页，本讲稿共13页流体流动规律流体流动规律 1.1.连续性方程连续性方程质量守恒质量守恒 不可压缩流体不可压缩流体 反映稳态流动系统中，流量一定时管截面上流速的变反映稳态流动系统中，流量一定时管截面上流速的变化规律，该规律与管路的安排以及管路上是否有管件、化规律，该规律与管路的安排以及管路上是否有管件、阀门、输送设备无关。阀门、输送设备无关。2.2.柏努利柏努利方程方程能量守恒能量守恒 条件：稳态流动、不可压缩、理想流体、无外加功、条件：稳态流动、不可压缩、理想流体、无外加功、重力场重力场 黏度为黏度为0的流体（或流动阻力为的流体（或流动阻力为0的流体）。的
2、流体）。第2页，本讲稿共13页意义：意义：理想流体在管路内作稳定流动而又无外功加入理想流体在管路内作稳定流动而又无外功加入时，流体的各种机械能（位能、静压能、动能）时，流体的各种机械能（位能、静压能、动能）之间可相互转换，但其总和保持不变。之间可相互转换，但其总和保持不变。第3页，本讲稿共13页（1）作作图图，标标明明流流体体的的流流动动方方向向，定定出出上上、下下游游截截面面，明确流动系统的衡算范围明确流动系统的衡算范围；（2）截面的选取）截面的选取 与流体的流动方向相垂直；与流体的流动方向相垂直；两截面间流体应是稳态连续流动；两截面间流体应是稳态连续流动；截面宜选在已知量多、计算方便处；截
3、面宜选在已知量多、计算方便处；未知数应包含在两截面间或截面上。未知数应包含在两截面间或截面上。柏努利方程式柏努利方程式第4页，本讲稿共13页（3）压强表示方法应一致，即同为绝压或同为表压。压强表示方法应一致，即同为绝压或同为表压。（4）压强的单位换算。压强的单位换算。（6）位位能能基基准准面面的的选选取取，Z截截面面中中心心到到基基准准水水平平面面的的距距离离，g9.819.81。压强的表示：绝对压、表压、真空度压强的表示：绝对压、表压、真空度压强表压强表表压、真空表表压、真空表真空度真空度 Pa=N/m2、mH2O、mmHg、atm、at=kgf/cm2 （5）密度：液体密度：液体 气体气体
4、 查资料查资料 第5页，本讲稿共13页（7）u涉及到连续性方程、流量与流速关系涉及到连续性方程、流量与流速关系管径选择：管径选择：取决于流量与流速，流量一定，则主要为流速取决于流量与流速，流量一定，则主要为流速 管径的表示方法管径的表示方法如何计算管内径如何计算管内径ud 设备费设备费 阻力阻力操作费操作费 38 3A流通截面积（计算）流通截面积（计算）第6页，本讲稿共13页（8）We：设备参数：设备参数 第7页，本讲稿共13页直管直管层流层流 ，u 湍流湍流 完全湍流，完全湍流，u2 局部局部 若若管管件件两两端端的的直直径径不不同同，le指指管管径径小小的的管管子的直管长度，子的直管长度，
5、u为小管中流速。为小管中流速。注意：注意：进口进口=0.5 出口出口=1数学推导数学推导量纲分析法量纲分析法（9）流动阻力（能量损失）流动阻力（能量损失）起因：流体具有黏性（表现为内摩擦力）。起因：流体具有黏性（表现为内摩擦力）。第8页，本讲稿共13页Re2000时，层流；时，层流；Re4000时，湍流；时，湍流；2000Re4000 时，过渡区。时，过渡区。流型判断：流型判断：当量直径当量直径 套管环隙套管环隙 黏度单位换算黏度单位换算 第9页，本讲稿共13页 层层流流（或或滞滞流流）：流流体体质质点点仅仅沿沿着着与与管管轴轴平平行行的的方方向作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合；向
6、作直线运动，质点无径向脉动，质点之间互不混合；两种流型基本特点（本质区别）：两种流型基本特点（本质区别）：湍湍流流（或或紊紊流流）：流流体体质质点点除除了了沿沿管管轴轴方方向向向向前前流流动动外外，还还有有径径向向脉脉动动，各各质质点点的的速速度度在在大大小小和和方方向向上上都随时变化，质点互相碰撞和混合。都随时变化，质点互相碰撞和混合。层流（或滞流）：呈抛物线，层流（或滞流）：呈抛物线，u=0.5umax；管截面上速度分布：管截面上速度分布：湍流（或紊流）湍流（或紊流）：呈舌形分布。：呈舌形分布。第10页，本讲稿共13页流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式 描述流体静止时规律描述流体静止
7、时规律(3)(3)等压面的四个条件：等压面的四个条件：静止、连续、同一液体、同一水平面静止、连续、同一液体、同一水平面(1)(1)形式：形式：压力形式压力形式能量形式能量形式(2)(2)意义：静止流体内部静态机械能处处相等意义：静止流体内部静态机械能处处相等(4)(4)应用：应用：求压强、压差、液位、液封高度以及求压强、压差、液位、液封高度以及 判断流向。判断流向。第11页，本讲稿共13页U U形压差计测量公式：形压差计测量公式：第12页，本讲稿共13页（3 3）孔板流量计与文丘里流量计：）孔板流量计与文丘里流量计：流量计流量计（2 2）测速管（皮托管）测的是点速度）测速管（皮托管）测的是点速度恒截面、变压差恒截面、变压差恒压差、变截面恒压差、变截面（1 1）测量原理：）测量原理：流动过程中静压能与动能之间的相互转换流动过程中静压能与动能之间的相互转换转子流量计：转子流量计：使用方法使用方法 第13页，本讲稿共13页