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1、流体流动基本原理流体流动基本原理流体流动基本原理流体流动基本原理流体流动基本参数流体流动基本参数流体流动基本参数流体流动基本参数流流 体体 静静 力力 学学流流 体体 静静 力力 学学应应用用应应用用阻力计算阻力计算阻力计算阻力计算第一章第一章流体流动总结流体流动总结一、流体的基本性质一、流体的基本性质一、流体的基本性质一、流体的基本性质1.1.密度密度密度密度单位体积流体所具有的质量。单位体积流体所具有的质量。=m/Vkg/m3=f(T,P)气气体体的的密密度度随随T，P变变化化尤尤其其显显著著，当当压压力力不不太太高高，温温度度不不太低的情况，可视为理想状态。太低的情况，可视为理想状态。理
2、想气体：理想气体：理想气体：理想气体：根据理想气体定律根据理想气体定律 混合气体：混合气体：混合气体：混合气体：以以1m3气体为基准气体为基准 混合液体：混合液体：混合液体：混合液体：以以1kg液体为基准液体为基准 一、流体的基本性质一、流体的基本性质一、流体的基本性质一、流体的基本性质2.2.压力压力压力压力垂直作用于流体单位面积上的力。垂直作用于流体单位面积上的力。即即P=F/AN/m21atm=101325Pa=760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm2=1.013bar1at=98070Pa=735.6mmHg=10.00mH2O=1.00kgf/cm2=0.9807
3、bar流体的压力除了用不同的单位计量外，还可以用不同的计量基流体的压力除了用不同的单位计量外，还可以用不同的计量基准来表示。准来表示。绝压：绝压：绝压：绝压：以完全真空为基准以完全真空为基准表压：表压：表压：表压：以当时当地大气压为基准以当时当地大气压为基准即即：表压表压=绝压绝压-大气压大气压真空度真空度=大气压大气压-绝压绝压绝压真空度绝压绝压表压P1P2P0流体压力的两个流体压力的两个物性物性：(1)流体压力处处与它作用面垂直，且总指向流体作用面；流体压力处处与它作用面垂直，且总指向流体作用面；(2)流体中任一点压力的大小与所选定的作用面在空间的方位无关流体中任一点压力的大小与所选定的作
4、用面在空间的方位无关 3.3.粘度粘度粘度粘度(1)(1)牛顿粘性定律牛顿粘性定律牛顿粘性定律牛顿粘性定律物理意义：物理意义：物理意义：物理意义：单位速度梯度上剪应力的大小。单位速度梯度上剪应力的大小。总与速度梯度有关，因此，流体粘性是针对运动的流体而言。总与速度梯度有关，因此，流体粘性是针对运动的流体而言。单位单位单位单位：Pa.s或或kg/m.s或或P1P=100cP=0.1Pa.s(2)(2)气体混合物粘度气体混合物粘度气体混合物粘度气体混合物粘度(3)(3)流体混合物粘度流体混合物粘度流体混合物粘度流体混合物粘度一、流体的基本性质一、流体的基本性质一、流体的基本性质一、流体的基本性质4
5、.4.流速与流量流速与流量流速与流量流速与流量 5.5.直径与当量直径直径与当量直径直径与当量直径直径与当量直径 一、流体的基本性质一、流体的基本性质一、流体的基本性质一、流体的基本性质二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理 1.1.物料衡算物料衡算物料衡算物料衡算(通过对物料衡算得连续性方程通过对物料衡算得连续性方程)输入质量速率输出质量速率质量积累速率输入质量速率输出质量速率质量积累速率输入质量速率输出质量速率质量积累速率输入质量速率输出质量速率质量积累速率2.2.能量衡算能量衡算能量衡算能量衡算(通过对能量衡算得柏努力方程通过对能量衡算得
6、柏努力方程)输入能量速率输入能量速率输入能量速率输入能量速率-输出能量速率输出能量速率输出能量速率输出能量速率=能量积累速率能量积累速率能量积累速率能量积累速率+能量损失能量损失能量损失能量损失二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理现对柏努力方程进行讨论有：现对柏努力方程进行讨论有：2.2.能量衡算能量衡算能量衡算能量衡算(通过对能量衡算得柏努力方程通过对能量衡算得柏努力方程)二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理2.2.能量衡算能量衡算能量衡算能量衡算(通过对能量衡算得柏努力方程通过对能量衡算
7、得柏努力方程)二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理层流与湍流的区别：层流与湍流的区别：层流与湍流的区别：层流与湍流的区别：二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理二、流体流动的基本原理1.从从水水堰堰水水塔塔引引水水至至车车间间，水水塔塔的的水水位位可可视视为为不不变变，送送水水管管的的内内径径为为50mm，管管路路总总长长为为l，且且lle流流量量为为Vh，水水塔塔水水面面与与送送水水管管出出口口间间的的垂垂直直距距离离为为h。今今用用水水量量增增加加50%，需需对对送送水水管管进进行改装。提出了如下方案：行改装。
8、提出了如下方案：.将管路换成内径为将管路换成内径为75mm的管子（图的管子（图a）.在管路上并联一根长度为在管路上并联一根长度为l/2，内径为内径为50mm的管子（图的管子（图b）.在管路中并联一根长度为在管路中并联一根长度为l，内径为内径为25mm的管子（图的管子（图c）试试比比较较上上述述三三种种方方案案，哪哪些些方方案案能能达达到到要要求求？(假假设设摩摩擦擦系系数不变，且管内动能可以忽略数不变，且管内动能可以忽略)讨讨讨讨 论论论论 题题题题2图b图c图a2111.1.解析解析解析解析由已知有：由已知有：2图a121h1.1.解析解析解析解析 2图图b121h1.1.解析解析解析解析
9、2图图b121h1.1.解析解析解析解析 2图图c121h2.在在附附图图中中，管管径径d1相相同同，d2等等于于，A、B两两点点距距离离一一样。阀门阻力系数相等，管内流量相同。试问：样。阀门阻力系数相等，管内流量相同。试问：（1）压差计读数）压差计读数R1、R2、R3的大小如何？的大小如何？（2）若流动方向改变，）若流动方向改变，R1、R2、R3的读数有何变化？的读数有何变化？图图a图图b图图c讨讨讨讨 论论论论 题题题题解析解析解析解析（1）Ra=RbRc图图a中，在中，在A，B处列柏努利方程处列柏努利方程图aAB解析解析解析解析（1）Ra=RbRc图图b中，在中，在A，B处列柏努利方程处
10、列柏努利方程图bAB解析解析解析解析（1）Ra=RbRc图bAB（2）若流向相反，则）若流向相反，则3.离离心心泵泵将将真真空空锅锅中中的的20水水通通过过直直径径为为100mm的的管管路路送送往往敞敞口口的的高高位位槽槽中中，两两液液面面差差为为10m，真真空空锅锅装装有有真真空空表表P1且且读读数数为为600mmHg。泵泵进进口口处处真真空空表表读读数数为为294mmHg，在在出出口口管管路路上上有有一一孔孔板板流流量量计计，其其中中d0=70mm,0.7，U形形差差压压计计读读数数为为R170mmHg已已知知管管路路全全部部阻阻力力损损失失为为44J/kg，当当地地大大气气压为压为0.95105。求：。求：（1）水在管路中流速？）水在管路中流速？（2）泵出口压力？）泵出口压力？（3）若若该该泵泵的的允允许许吸吸上上真真空空度度HS6mH2O同同，问问泵泵是是否否能正常工作？能正常工作？讨讨讨讨 论论论论 题题题题