流体动力学10183

《流体动力学10183》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、第二章流体的输送流体的输送1345概述流体静力学流体输送机械主要内容2流体的主要物理量流体动力学4流体动力学流量：流体在管内流动时，单位时间内通过任一截面的流体量。体积流量：qv(m3/s)qv=V/t质量流量：qm(kg/s)关系：qm=qv4.1流量与流速流速：单位时间内流体在流动方向流过的距离称为流速。圆形管道直径的选定：内径为d得：u的选择从式中可以看出：1.若u大，d可小，但是管道阻力大，动力消耗大，操作费用大；2.若u小，管道阻力小，但d大，建设成本大。所以，设计管道时，需要综合考虑这两

2、个互相矛盾的经济因素。4.2流体的流动形态和阻力损失4.2.1两种流动型态：层流：各层以不同的流速平行于管壁向前流动。湍流：除了沿管道向前运动以外，各质点还作不规则的杂乱运动且互相碰撞，互相混和。流型的判据––雷诺数雷诺数Re=(du)/Re是一个准数，即没有单位的纯数实验证明，流体在管内流动时层流Re<2000湍流Re>4000过渡流2000

3、截面的突然扩大或突然缩小等局部地方所引起的阻力。流体产生阻力的原因a流体内部的内摩擦b流体的流动状态c流体的流道情况a在能满足生产需要的情况下，尽量缩短道路的长度，并尽量减少管件和阀门的数量；b设当放大管径；c在流体中加入添加剂。降低流体阻力的方法4.3稳定流动与不稳定流动1、稳定流动各截面上流体的流速，压强，温度等有关物理量仅随位置而改变，不随时间而改变的流动称为稳定流动。2、不稳定流动各截面上流体的流速，压强，密度等有关物理量不仅随位置而改变，而且随时间而变的流动就称为不稳定流动。溢流4.4流体稳

4、定流动时的质量守恒—连续性方程推导：以管内壁，截面1-1与2-2为衡算范围qm1＝qm2＝常数kg/su11A1=u22A2＝常数～连续性方程若流体不可压缩液体＝常数u1A1=u2A2对圆管A=d2/4u1/u2=(d2/d1)2说明：u只与截面积有关，而与管路上任何设备无关。流体在圆形管道内做稳定流动时，流速与管道直径平方成反比。11224.5流体稳定流动时的能量守恒—柏努利方程1.在化工生产中，解决流体输送问题的基本依据是柏努力方程，因此柏努力方程及其应用极为重要。根据对稳定流动系统能

5、量衡算，即可得到柏努力方程。2.流体流动中的机械能3.机械能（位能、动能、静压能）在流动过程可以互相转换，亦可转变为热或流体的内能。但热和内能在流体流动过程不能直接转变为机械能而用于流体输送。1、位能：在重力作用下流体质量中心位置高于基准水平面而具有的能量，称为位能。它相当于把流体从基准水平面升举导某一位置所做的功。位能是相对值，计算须规定一个基准水平面。设有mkg的流体，其质量中心在基准水平面以上h，m处，则其位能E位为：E位=mgh（J）1N流体所具有的位能称为位压头，位压头=mgh/mg=h(m

6、)2、动能：流体以一定速度流动而具有的能量，称为动能。若流体质量为mkg，流速为um/s，则所具有的动能E动为：(J)1N流体所具有的动能称为动压头。(m)3、静压能：由于静压力的存在推动物体运动而具有的能量，称为静压能。质量为m，压力为p的流体，所具有的静压能E静为：(J)1N流体的静压能称为静压头。(m)以上3种压头之和称为总压头，以H表示。它表示了距基准面为h处，流速为u，压力为p的1N流体所具有的总机械能。外加能量：在流体输送管路中，若安装有输送设备(如泵或压缩机)，则这种设备便把机械能输入流

7、体中，对其做功。通常把流体从输送机械获得的机械能称为外加能量或者外加功。1N流体所获得的外加能量称为外加压头，用He表示。损失能量：流体在流动时，由于存在分子间的摩擦，产生了摩擦阻力。为了克服这部分阻力，就消耗了流体的一部分能量，这部分能量、称为系统损失的能量。1N流体在流动中因摩擦阻力而损失的能量称为损失压头，用h损表示。1122h1h2输入的能量有以下两项：1、1N液体从1-1截面流进时带入的能量为H1；2、泵对液体做了功，1N液体所获得外加能量为He。输出的能量也有两项：1、1N液体从2-2截面

8、流出时带走的能量为H2；2、1N液体在流动中因摩擦阻力损失的能量为h损。根据能量守恒原则可得：这就是不可压缩流体在稳定流动下的能量衡算式，习惯上称为伯努利方程式。伯努利方程式适用的条件1、连续的稳定流动2、不可压缩流体的流动3、同一种流体内11225mΦ108*4mm一、如图所示，高位槽水面保持稳定，水面距水管出口为5m，所用管路为Φ108×4mm钢管，若管路压头损失为4.5m，求该系统每小时的送水量。解：取水面槽液面为1-1截面，水管出口为2-2截面，