化工原理课件2.ppt

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1、实际流体流动的机械能衡算式∑hf阻力真实流体质点相对运动产生剪切力，又称为内摩擦力流体存在阻力的原因——粘性J/kgmPa范宁公式计算流体流动阻力的一般公式流体流动阻力计算摩擦系数摩擦因子变化规律分析粗糙度对λ的影响：层流时：绕过突出物，对λ无影响。湍流时：◆当Re较小时，层流底层厚，形体阻力小，突出物对λ的影响小；（摩擦阻力和形体阻力都不可忽略）◆当高度湍流时，层流底层薄，突出物充分暴露，形成较大的形体阻力，突出物对λ的影响大。（形体阻力为主导，摩擦阻力可忽略）流动阻力工程上根据实验得到公式、图表最常用——莫狄（Moody）摩擦系数图。摩擦系数λ与Re、ε/d关系图0.1

2、0.010.030.020.070.060.050.040.090.080.0080.0091031051081071061040.010.050.020.0150.030.040.0080.00450.0020.00080.0060.00060.0010.00040.00020.00010.000050.00001λRee/d根据实验，得到莫狄（Moody）摩擦系数图。光滑管摩擦系数与雷诺数和相对粗糙度的关系层流区Re≤2000过渡区2000＜Re≤4000（阻力平方区）不完全湍流区完全湍流区湍流区Re＞400022fudlprl=D层流时的摩擦系数——Hangen-Po

3、iseuille方程阻力与u线形关系非圆直管中流动阻力几种常见非圆管的当量直径1）矩形流道ab矩形流道Dd环形流道2）环形流道（4）局部阻力流体流经管件、阀门、测量接口、管进出口段的阻力产生原因：形体阻力+摩擦阻力计算方法1）当量长度法2）局部阻力系数法式中：le——当量长度le及的获得：实验，见有关资料。式中：----局部阻力系数1）当量长度法2）局部阻力系数法突然缩小特例：突然扩大①等径管总阻力计算（3）系统的总阻力系统总阻力=系统各直管阻力+局部阻力FICP1P21122②变径管总阻力计算变径管d、u、λ不同，需分段计算阻力例：AABBCC已知：管长l1=l2=l

4、；d1=d2=d试求：各段压差与阻力相对大小？R1与R2相对大小，为什么？阀门关闭时，R1与R2如何变化？12P11P22R1h1h212AA水汞l1R2h3h434BB水汞P3P4l2流阻例题再U型压差A-A计上建立静力学方程：流阻例题解：(1)R1与R2相对大小在1-1与2-2面列方程12P11P22R1123h1h212AA水汞l1R2h3h434BB水汞P3P4l2流阻例题12P11P22R1123h1h212AA水汞l1R2h3h434BB水汞P3P4l2解：(1)R1与R2相对大小在3-3与4-4面列方程再U型压差计B-B上建立静力学方程：所以：R1=R212P

5、11P22R1123h1h212AA水汞l1R2h3h434BB水汞P3P4l2各段压差与阻力相对大小？阀门关闭时，R1与R2如何变化？等直径时：U压差计只能测量阻力流阻例题12P11P22R1123h1h212AA水汞l1R2h3h434BB水汞P3P4l2解：(1)R1与R2相对大小推论采用U型压差计测的压差不含截面由于位头不同引起的变化如果两截面处管径相等，测的压力变化等于阻力变化。（2）（3）变管径流体流经变径管：水平放置与垂直放置R有何变化?两点压差与阻力相对大小？改变流动方向，读数有何变化？流阻例题R1123h1AA水汞用高位槽向用户送水，管路中装有一U型压差计

6、及压力表pA、pB，如图所示，当阀门V关闭时，pB读数为0.2MPa，压差计指示液为汞，ρ=13600kg/m3，管内径为100mm大气PBPARRv试求：（1）pA、R读数，水槽高度。（2）当打开阀门时，pB读数为0.072MPa，若l1=5m，则R=10mmHg，试求pA读数，管的流量（λ=0.0204）（3）管路系统阻力及∑（l+le）l1l1二、解：（1）PA、R读数，水槽高度。（2）当打开阀门时，pB读数为0.072MPa，若l1=5m，则R=10mmHg，试求pA读数，管的流量（λ=0.0204）大气PBPARRvl1l1（2）大气PBPARRv（3）管路系统阻

7、力及∑（l+le）大气PBPARRv1.7管路计算管路计算解决两个问题确定了输送任务，没有管路，设计管路已有管路，核算能力▲设计型计算▲操作型计算▲设计型计算▲操作型计算（1）设计型计算给定的生产任务：流量、操作条件、现场情况，设计管路，选用输送设备的规格，计算外加功率。管路设计目标：保证稳定安全生产的前提下，使总费用最低。（2）操作型计算已知管路情况和操作条件，核算流量或外加功率是否够用已知：待确定：已知：待确定：1.7.1简单管路特点：无分支或汇合的管路，稳态，流速恒定、流量恒定。简单管路系统特性分析：阻力损失