流体流动与流体输送设备.ppt

《流体流动与流体输送设备.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章流体流动与输送第一节、基本概念一、流体的定义：可流动、可压缩性的物体。按研究的方便，流体分为：理想流体和实际流体两类不可压缩，不具有粘性，流动过程中不产生的流体。实际流体：可压缩，具有粘性，流动过程中产生的流体气体、液体理想流体：摩擦阻力体积不变摩擦阻力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:其它单位：atm、bar(巴)、Kgf/cm2、液柱高度等1-1-2流体的压强1、压强的定义：P=F/A式中:P–流体的静压强，paF–

2、垂直作用在流体表面上的总压力，NA–作用面的面积，m22．压强的单位及换算：SI制：N/m2(pa);差值。3．绝对压强、表压强和真空度绝对压强：以绝对零压为起点计数的压强。表压：压力表指示的压力表压强=绝对压强-大气压强真空度：真空表指示的数值；真空度=大气压强-绝对压强注意：绝对压强是流体实际具有的压强，表压强、真空度是表压强和真空度互为相反数。实际值与大气压的差值流速:u单位：m/s;u=qv/A4流量与流速体积流量：qv[m3/s];质量流量：qm[Kg/s］qm=qv×ρ＝u×ρ×A流量与流

3、速关系：一、牛顿粘性定律5、牛顿粘性定律与流体的粘度二、流体的粘度由牛顿粘性定律表达式得:液体：T↑μ↓;气体T↑μ↑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粘度与温度的关系：定态流动与非定态流动非定态流动与定态流动相反定态流动定义:流体在管道或设备中进行流动时，若在任一截面上流体的流速、压力、密度等有关物理量仅随位置而变化，但不随时间而变化2、流体定态流动过程的物料衡算—连续性方程流体在定态流动时，质

4、量守恒，根据流体定态流动的特点有所以qm1=qm2如图，流体在一直径变化的管道内流动根据流速与流量的关系，得连续性方程：U1A1ρ1=u2A2ρ2=…=uAρ(上式称为连续性方程的一般式)不可压缩流体和理想流体：ρ=C（常数）u1A1=u2A2=…=uA从连续性方程可以看出：流速与管道直径平方成反比，直径越大，流速越小，反之，流速越大。连续性方程一般用来求流速圆管：1-2-4能量衡算一、流体流动时的具有的能量能量种类表式流体具有的能量与环境交换能量内能位能动能静压能热量外功单位质量流体（J）mUmgz

5、½（mu2）pVmQemWe能量种类表式流体具有的能量内能位能动能静压能单位质量流体（J）mUmgz½（mu2）pV一、流动系统的总能量衡算如右图示，对系统进行总能量输入能量=输出能量衡算，有：在不考虑热损失时，无阻力损失等式两边同除以mg,对理想流体有又因ρ1=ρ2,得到上式称为理想流体的柏努利衡算式。其中：z—位压头，—速度头或动压头，m—静压头，mm其中：He—泵的压头，m（外界提供的能量）∑hf—损失压头，m（流动过程中损失的能量）可压缩，有阻力损失实际流体柏努利衡算式为：注意：若实际流体是气

6、体，则密度应根据实际情况来确定。4、静止流体：We=0,∑hf=0，与静力学方程相同（柏努利方程在静止状态的应用）二、柏努利方程的讨论1、理想流体且无外功加入时，机械能是守衡的、各种机械能之间是可以转换的。2、其它衡算基准的柏努利方程单位重量基准：各项单位：J/N=m;称为压头3、可压缩流体，（p1-p2）/p1<20%,ρ=ρm（对压力取平均）应用柏努利方程解题要点1、画流程示意图，选截面确定衡算范围2、确定基准水平面3、列方程、确定各物理量数值孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计的工作原理三、柏努

7、利方程的运用二、流体静力学基本方程式如图示，有一静止的液体，在该液体中取一正立方体，对其进行受力分析，有F上=F下F上=F2=ρgZ2AF下=F1+G+paAρg(Z1-Z2)A+A(Z1-Z2)ρg+paA=ρgZ2AF1=ρg(Z1-Z2)AG=mg=Vρg=A(Z1-Z2)ρg一、流体静力学方程的应用条件：流体是静止的、连续的、相同的。流体静力学基本方程式的讨论：在静止的、连续的同一液体内处于同一水平面上二、流体静力学基本方程式的应用流体静态方程在工程中，常用来测量流体压强，实际运用有U形管压差

8、计、倒置U形管压差计、微差压力计。各点的压强都相等。1、U管压差计工作原理如图：Fa=P1A+m1gFa=FbFb=P2A+m2g+m3g一U形管内装有密度为ρi的指示液，U形管两端与管道相连，管道内流动密度为ρ的液体，现对U形管进行受力分析(P1-P2）A=(ρi-ρ)Rgm=Vρ=ZAρFA=P1A+m1g=P1A+(Z+R)AρgFB=P2A+m2g+m3g=P2A+ZAρg+RAρigP1A+(Z+R)Aρg=P2A+ZAρg+RAρig倒置U形