一級(jí)建造師《機(jī)電工程》重難點(diǎn)復(fù)習(xí)

1、1H流體力學(xué)特性和熱功轉(zhuǎn)換關(guān)系1H掌握流體的物理性質(zhì)一、流體的基本物理性質(zhì)密度、比容、相對(duì)密度(比重) 1.密度：單位體積流體所具有的質(zhì)量，稱為流體的密度。以示之，單位為g/m3。注意：1）溫度對(duì)液體的密度有一定的影響，故在查閱液體密度時(shí)應(yīng)注明溫度條件。2）液體可視為不可壓縮流體；3）氣體因具有可壓縮性及膨脹性，其密度隨溫度、壓力的變化而變化較大，為可壓縮體。2.比容：密度的倒數(shù)，V=1/，單位為m3/g3相對(duì)密度：物質(zhì)的密度與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的密度之比，稱為相對(duì)密度。對(duì)于固體和液體，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)選用40的水；對(duì)于氣體多采用標(biāo)準(zhǔn)狀況(00C，1.01325lO5 Pa)下的空氣。二、流體的壓力流體單位面積

2、上所承受的垂直作用力，稱之為靜壓強(qiáng)；習(xí)慣上稱為壓力；以符號(hào)p表示。而流體的壓力P稱為總壓力。p= P/A 式中：p流體壓力(N/m2或Pa);P垂直作用于面積A上的總壓力(N);A作用面的表面積(m2)。1.絕對(duì)壓力：流體的真實(shí)壓力。2.表壓：流體絕對(duì)壓力高于外界大氣壓力的數(shù)值。當(dāng)流體絕對(duì)壓力高于外界大氣壓力時(shí),安裝在設(shè)備上的壓力表的讀數(shù)即為表壓。 表壓= 絕對(duì)壓力大氣壓力(當(dāng)?shù)?3.真空度：當(dāng)設(shè)備內(nèi)流體壓力低于外界大氣壓力時(shí),安裝在設(shè)備上的真空表的讀數(shù)即為真空度。真空度與絕對(duì)壓力的關(guān)系為:真空度=大氣壓力(當(dāng)?shù)?一絕對(duì)壓力三、流體的黏度黏度特性 液體的黏度隨溫度的升高而降低,氣體的黏度隨溫度

3、的升高而增大；在同樣流動(dòng)情況下,流體的黏度越大,流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力越大。溫度和粘度將會(huì)影響液壓件的密封性能。1H掌握流體機(jī)械能的特性一、流體靜力學(xué)基本方程：描述靜止流體內(nèi)部的壓力與所處位置之間的關(guān)系。流體靜力學(xué)方程： Z1+p1/g=Z2+p2/g 其中：Z1、Z2分別為1、2兩點(diǎn)相對(duì)于某一基準(zhǔn)面的高度；p1、p2分別為1、2兩點(diǎn)間壓力1）如果將1點(diǎn)取在容器的液面上，且液面上方的壓力為p0，則1、2兩點(diǎn)間的垂直距離為h= Z1- Z2, ，2點(diǎn)的壓力為：p2= p0+g h；2）流體靜力學(xué)方程：（p2p0）/g= h，即表明壓力或壓力差可用液柱高度表（h=Z1-Z2）。提醒： 以上為工程

4、中現(xiàn)場液柱測量壓力的依據(jù)。三、流量與流速流量與流速的關(guān)系：體積流量Q與平均流速v的關(guān)系: V=Q/A質(zhì)量流量G與平均流速v的關(guān)系:V=G/(A)式中流體的密度(Kg/m3)。切記一般液體的流速為1一3m/s,低壓氣體流速為8一12m/s。四、定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量平衡定態(tài)流動(dòng):流體在流動(dòng)過程中,任一截面處的流速、流量和壓力等有關(guān)物理參數(shù)都不隨時(shí)間變化,只隨空間位置變化。為處理工程設(shè)計(jì)問題，一般將相應(yīng)工程問題按條件簡化為定態(tài)流體。 對(duì)于定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)流入系統(tǒng)的質(zhì)量流量應(yīng)等于流出系統(tǒng)的質(zhì)量流量。即： 對(duì)于圓形管道， V1/V2=A2/A1=(d2/d1)2 不可壓縮流體在圓形管道中任意截面的流速與管內(nèi)徑

5、的平方成反比。提醒： 上述結(jié)論要清楚，由于工程中基本為圓形管道。對(duì)于圓形管道：V1/V2=A2/A1=(d2/d1)2 ；不可壓縮流體在圓形管道中任意截面的流速與管內(nèi)徑的平方成反比。五、定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能平衡伯努利方程在定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中,動(dòng)能、位能、壓力能在流動(dòng)過程中可以相互轉(zhuǎn)化,其變化規(guī)律符合定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能衡算方程,定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的能量衡算方程式為:即伯努利方程。 gZ1+ v21/2+ p1/+we=gZ2+ v22/2+ p2/+ghf除g Z1+ v21/2g+ p1/g+ he =Z2+ v22/2g+ p2/g+hf式中：以下內(nèi)容要掌握 Z位壓頭,又稱為位頭(米流體柱); v2

6、/2g動(dòng)壓頭,又稱為速度頭(米流體柱); P/g壓力能,以壓頭形式表示,稱為靜壓頭(米流體柱); he=we/g外加功,以壓頭形式表示,稱為有效壓頭(米流體柱); hf壓頭損失(米流體柱)。提醒：掌握上述動(dòng)能、位能、壓力能的轉(zhuǎn)換規(guī)律。CO土木在線執(zhí)業(yè)考試資料目錄索引1H熟悉熱力系統(tǒng)工質(zhì)能量轉(zhuǎn)換關(guān)系一、熱力學(xué)常用參數(shù)熱力學(xué)的三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)： 壓力(壓強(qiáng)) 溫度(熱力學(xué)溫標(biāo)) 比容(與密度互為倒數(shù))； 內(nèi)能； 焓。二、基本熱力過程1.熱力過程:熱力系統(tǒng)由其初始平衡狀態(tài),經(jīng)過一系列中間狀態(tài)變化達(dá)到另一新的平衡狀態(tài),其中間的物理變化過程即為熱力過程。注意： 常見的基本熱力過程有:(1)定壓過程: 熱

7、力系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,工質(zhì)的壓力保持不變。如工質(zhì)在鍋爐內(nèi)的吸熱過程。(2)定溫過程:熱力系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,工質(zhì)的溫度保持不變。如工質(zhì)在凝汽器內(nèi)的放熱過程。(3)定容過程:熱力系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,工質(zhì)的比容保持不變。如工質(zhì)在汽油機(jī)內(nèi)的加熱過程。(4)絕熱過程:熱力系統(tǒng)狀態(tài)變化過程中,工質(zhì)與外界無任何熱量交換。如工質(zhì)在汽輪機(jī)內(nèi)的膨脹做功過程1H了解流體流動(dòng)阻力的影響因素（將知識(shí)點(diǎn)“掌握”改為“了解”）一、流體流動(dòng)阻力產(chǎn)生的原因 提醒：教材P17，此點(diǎn)重要。 二、管內(nèi)液體流動(dòng)類型 1. 流動(dòng)型態(tài)管內(nèi)液體流動(dòng)類型有二種類型：層流或滯流；湍（tuan團(tuán)）流或紊流，其值與雷諾數(shù)有關(guān)。 流動(dòng)型態(tài)： 層流或

8、滯流: 湍（tuan團(tuán)）流或紊流。1 雷諾數(shù)流體的流動(dòng)型態(tài)與流速v、管徑d、密度、黏度這四個(gè)因素有關(guān)。雷諾將這四個(gè)因素以符號(hào)Re表示：Re =dv/ 結(jié)論：對(duì)于流體在圓管內(nèi)流動(dòng),當(dāng)Re4000時(shí),流動(dòng)型態(tài)為湍流;當(dāng)Re=20004000時(shí),稱為過渡流。一、 圓管內(nèi)流動(dòng)損失的計(jì)算沿程阻力損失和局部阻力損失。管路系統(tǒng)主要由兩部分組成,一部分是直管，另一部分是管件(如彎頭、三通)、閥門等。 將流體流經(jīng)直管的能量損失稱為沿程阻力(或直管阻力)； 流體流經(jīng)管件、閥門等局部地方的能量損失稱為局部阻力。(一)沿程阻力(直管阻力)損失的計(jì)算流體流經(jīng)一定管徑的直管時(shí),由于流體內(nèi)摩擦力的作用而產(chǎn)生的阻力。計(jì)算式:

9、hf=lv2/d2g沿程阻力損失與流體在管道內(nèi)的流速v和流經(jīng)管道的長度l成正比；而與其管徑d的大小成反比。式中： hf沿程阻力損失(m); 摩擦系數(shù),與雷諾數(shù)Re和管壁粗糙度e有關(guān),可通過實(shí)驗(yàn)測定,也可以通過計(jì)算得出。當(dāng)流態(tài)處于層流時(shí), =64/Rel直管段長度(m); d管內(nèi)徑(m); v流體在管內(nèi)流速(m/s)。(二)局部阻力損失hf的計(jì)算局部阻力是指流體通過管路中的管件(如三通、彎頭、大小頭等)、閥門、管子出入口及流量計(jì)等局部障礙處而發(fā)生的阻力。1. 阻力系數(shù)法：hf=v2/2g式中：局部阻力系數(shù),由實(shí)驗(yàn)測定,或查閱有關(guān)圖表。2.當(dāng)量長度法：hf=入lev2/d2g將流體的局部阻力折合成

10、相當(dāng)于流體流經(jīng)同直徑管長為le的直管時(shí)所產(chǎn)生的阻力。式中：le管件的當(dāng)量長度,其值由實(shí)驗(yàn)測定,或查閱有關(guān)圖表。局部阻力損失與流體在管道內(nèi)的流速v和流經(jīng)管道的當(dāng)量長度l成正比；而與其管徑d的大小成反比。3.管路的總阻力損失管路的總阻力損失為流體流經(jīng)直管的阻力損失與各局部阻力損失之和。 hf hf+hf四、經(jīng)濟(jì)管徑的確定d 當(dāng)流體流量Q一定時(shí),管徑d與v 成反比。 若選較大流速,則管徑減小,投資費(fèi)用亦減少,但流體流動(dòng)阻力增大,運(yùn)行費(fèi)用(包括能耗及每年的大修理費(fèi)用)將隨之增加; 反之,若選較小流速,運(yùn)行費(fèi)用減小,但管徑增大,使投資費(fèi)用增加。結(jié)論是： 適宜流速的選擇應(yīng)使每年的運(yùn)行費(fèi)與按使用年限計(jì)算的投

11、資回收折舊費(fèi)之和為最小。工程實(shí)際中, 常用流速范圍有一定的規(guī)律。密度大或黏度大的流體,流速取小一些;對(duì)于含有固體雜質(zhì)的流體,流速宜取大一些,以避免固體雜質(zhì)沉積在管路中;確定經(jīng)濟(jì)管徑時(shí),一般先選擇適宜流速(或稱經(jīng)濟(jì)流速),由 d=4Q/V 估算管徑，再圓整到管子標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。例1實(shí)際流體沿管線流動(dòng)過程中，有關(guān)流體機(jī)械能的正確說法是（ ）。（07年題）A流體壓力能一定下降 B流體動(dòng)能保持不變C總位能保持不變 D總機(jī)械能下降2在工程實(shí)際中，經(jīng)濟(jì)管徑的確定與流速的選擇有關(guān)。下列表述錯(cuò)誤的是( )。（09年題）A密度大的流體，流速取小些 B對(duì)含有固體雜質(zhì)的流體，流速取大些C對(duì)于真空管路，選擇的流速必須保證產(chǎn)

12、生的壓力降P高于允許值D黏度大的流體，流速取小些3造成流體在管路中阻力損失的原因包括( )。（06年題）A流體的粘滯性 B流體的慣性C管路斷面突變 D流體靜壓力E流體的化學(xué)特性1H機(jī)電工程材料的分類和性能1H掌握機(jī)電工程材料的分類一、金屬材料 (一)黑色金屬 生鐵和鋼分類：碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量大于2%的為生鐵；碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量小于2%的為鋼； 性能原理：當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量小于2%的時(shí)，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量越小其鋼的塑性越好（受外力變形越容易）而強(qiáng)度和硬度越低；當(dāng)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量大于2%的時(shí)，碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)含量越大其材料的生鐵特性越明顯（塑性差、焊接性差、剛性高）。 (二)有色金屬鐵金屬以外的其他金屬及合金統(tǒng)稱為有色

13、金屬材料。l.重金屬：銅及銅合金（純銅密度為8.96g/cm3,），良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性；優(yōu)良的焊接性能。鋅及鋅合金：鋅合金分為變形鋅合金、鑄造鋅合金、熱鍍鋅合金。鎳及鎳合金：有極強(qiáng)的耐腐蝕性,特別是耐海水腐蝕能力突出。使鎳耐高溫,耐酸堿腐蝕是在鎳中加入銅、鉻、鉬等而形成的,。2.輕金屬：鋁及鋁合金；鎂及鎂合金；鈦及鈦合金二、無機(jī)非金屬材料(一)硅酸鹽材料包括水泥、玻璃、耐火材料和陶瓷。(二)高分子材料電絕緣體、難導(dǎo)熱體,熱膨脹較大,耐熱溫度低,低溫脆性；耐水,大多數(shù)能耐酸、堿、鹽等； 1.塑料、橡膠、纖維、涂料三、復(fù)合材料1.樹脂基復(fù)合材料: 玻璃鋼是以合成樹脂為膠粘劑,玻璃纖維作增強(qiáng)材料而

14、制成的復(fù)合材料；其主要特點(diǎn)是:非勻質(zhì)材料,無明顯屈服點(diǎn),材料呈脆性破壞,熱傳導(dǎo)慢,隔熱性能好,有良好的表面性能和施工工藝性,但剛性差,彈性模量小。 2.金屬基復(fù)合材料:是以金屬為基體,復(fù)合高強(qiáng)度的增強(qiáng)體材料制造而成。其特點(diǎn)是良好的高溫性能、尺寸穩(wěn)定性,較低的熱膨脹系數(shù)。1H熟悉機(jī)電工程材料的性能一、力學(xué)性能1強(qiáng)度(1)屈服點(diǎn)和屈服強(qiáng)度:在外力作用下,材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的極限應(yīng)力值為屈服強(qiáng)度。若材料有明顯的屈服現(xiàn)象,可以應(yīng)力一應(yīng)變曲線所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值為屈服強(qiáng)度,表示為s；若材料沒有明顯的屈服現(xiàn)象,國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定殘余應(yīng)變達(dá)到O.2%時(shí)的應(yīng)力值作為屈服強(qiáng)度。式中N-一材料屈服時(shí)所對(duì)應(yīng)的荷載;A材料受力截面面積。屈服點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的屈服強(qiáng)度表示了材料從彈性階段過渡到彈塑性階段的臨界應(yīng)力,是設(shè)計(jì)與選材的主要依據(jù)。(2)抗拉強(qiáng)度:材料承受的最大荷載時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值。是材料及產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要標(biāo)志。2.剛度:指材料能夠不發(fā)生過量彈性變形的能力。若材料和結(jié)構(gòu)發(fā)生的彈性變形過大,也不會(huì)保證工件或結(jié)構(gòu)的安全正常使用,必須進(jìn)行變形極限控制,即剛度設(shè)計(jì),在外力作用下,工件或結(jié)構(gòu)不能超過允許的最大撓度。桅桿式起重機(jī)設(shè)計(jì)既以港督計(jì)算為主。3.韌性:指材料在塑性變形和