流體力學(xué)資料復(fù)習(xí)整理

1、-作者xxxx-日期xxxx流體力學(xué)資料復(fù)習(xí)整理【精品文檔】 流體復(fù)習(xí)整理資料 第一章 流體及其物理性質(zhì)1.流體的特征流動(dòng)性:在任意微小的剪切力作用下能產(chǎn)生連續(xù)剪切變形的物體稱為流體。也可以說能夠流動(dòng)的物質(zhì)即為流體。流體在靜止時(shí)不能承受剪切力，不能抵抗剪切變形。流體只有在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，當(dāng)流體質(zhì)點(diǎn)之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能抵抗剪切變形。只要有剪切力的作用，流體就不會(huì)靜止下來，將會(huì)發(fā)生連續(xù)變形而流動(dòng)。運(yùn)動(dòng)流體抵抗剪切變形的能力（產(chǎn)生剪切應(yīng)力的大小）體現(xiàn)在變形的速率上，而不是變形的大小（與彈性體的不同之處）。2.流體的重度：單位體積的流體所的受的重力，用表示。g一般計(jì)算中取m/s2 3.密度：水=1000

2、kg/m3，空氣m3，汞水，常壓常溫下，空氣的密度大約是水的1/8003. 當(dāng)流體的壓縮性對所研究的流動(dòng)影響不大，可忽略不計(jì)時(shí)，這種流體稱為不可壓縮流體，反之稱為可壓縮流體。通常液體和低速流動(dòng)的氣體（<70ms）可作為不可壓縮流體處理。4.壓縮系數(shù)：彈性模數(shù)：膨脹系數(shù)：5.流體的粘性：運(yùn)動(dòng)流體內(nèi)存在內(nèi)摩擦力的特性（有抵抗剪切變形的能力），這就是粘滯性。流體的粘性就是阻止發(fā)生剪切變形的一種特性，而內(nèi)摩擦力則是粘性的動(dòng)力表現(xiàn)。溫度升高時(shí)，液體的粘性降低，氣體粘性增加。6.牛頓內(nèi)摩擦定律： 單位面積上的摩擦力為：內(nèi)摩擦力為：此式即為牛頓內(nèi)摩擦定律公式。其中：為動(dòng)力粘度，表征流體抵抗變形的能力，

3、它和密度的比值稱為流體的運(yùn)動(dòng)粘度內(nèi)摩擦力是成對出現(xiàn)的，流體所受的內(nèi)摩擦力總與相對運(yùn)動(dòng)速度相反。為使公式中的值既能反映大小，又可表示方向，必須規(guī)定：公式中的是靠近坐標(biāo)原點(diǎn)一側(cè)(即t-t線以下)的流體所受的內(nèi)摩擦應(yīng)力，其大小為 du/dy，方向由du/dy的符號(hào)決定，為正時(shí)與u同向，為負(fù)時(shí)與u反向，顯然，對下圖所示的流動(dòng)，0， 即tt線以下的流體受上部流體拖動(dòng)，而受的阻滯。粘性受溫度影響明顯：氣體粘性：分子熱運(yùn)動(dòng)， 溫度升高，粘性增加；液體粘性：分子間吸引力，溫度升高，粘性下降。7.理想流體：粘性系數(shù)很小，可以忽略粘性的流體 ，第二章 流體靜力學(xué)1.作用于流體上的力按作用方式可分為表面力和質(zhì)量力兩

4、類。表面力：是毗鄰流體或其它物體作用在隔離體表面上的直接施加的接觸力質(zhì)量力：是流體質(zhì)點(diǎn)受某種力場的作用而具有的力，它的大小與流體的質(zhì)量成正比。單位質(zhì)量力：單位質(zhì)量流體所受到的質(zhì)量力。在非慣性系中，質(zhì)量力除了重力外還包括慣性力。慣性力： 單位質(zhì)量力的慣性力分力：2.流體靜壓強(qiáng)的兩個(gè)特性 ：方向性（流體靜壓力的方向總是沿著作用面的內(nèi)法線方向）；在靜止流體中任意一點(diǎn)靜壓強(qiáng)的大小與作用的方位無關(guān)，其值均相等，僅取決于作用點(diǎn)的空間位置。3.等壓面：在平衡流體中，壓力相等的各點(diǎn)所組成的面稱為等壓面。在等壓面上dp=0。因流體密度0，可得等壓面微分方程：Xdx+Ydy+Zdz=0等壓面具有以下兩個(gè)重要特性：

5、特性一，在平衡的流體中，通過任意一點(diǎn)的等壓面，必與該點(diǎn)所受的質(zhì)量力互相垂直。 特性二，當(dāng)兩種互不相混的液體處于平衡時(shí)，它們的分界面必為等壓面。4.重力場中流體靜力學(xué)基本方程：適用條件:作用在流體上的質(zhì)量力只有重力；均勻的不可壓縮流體. 在重力場中X=0, Y=0, Z=-g；對于不可壓縮流體， =常數(shù), 即：；在靜力學(xué)基本方程式 中，各項(xiàng)都為長度量綱，稱為水頭（液柱高）。表示位置水頭；表示壓強(qiáng)水頭；表示靜水頭也稱為測壓管水頭。在重力場中，平衡流體內(nèi)各點(diǎn)的靜水頭 相等，測壓管水頭線是一條水平線。 測壓管水頭的含義：在內(nèi)有液體的容器壁選定測點(diǎn)，垂直于壁面打孔，接出一端開口與大氣相通的玻璃管，即為測

6、壓管。能量意義：表示位置勢能；表示壓強(qiáng)勢能；表示總勢能。位置勢能與壓強(qiáng)勢能可以互相轉(zhuǎn)換，但它們之和總勢能是保持不變的，并可以相互轉(zhuǎn)化5.確定等壓面的原則：在重力場中，靜止、同種、連續(xù)的流體中，水平面是等壓面。6.常用的液柱高度單位有米水柱(mH2O)、毫米汞柱(mmHg)等帕斯卡原理: 在重力作用下不可壓縮流體表面上的壓強(qiáng)，將以同一數(shù)值沿各個(gè)方向傳遞到流體中的所有流體質(zhì)點(diǎn),7.絕對壓強(qiáng):以完全真空為零點(diǎn)，記為 p;相對壓強(qiáng)（表壓）：以當(dāng)?shù)卮髿鈮?pa 為零點(diǎn)，記為 pg 兩者的關(guān)系為: p=pg+ pa真空度：相對壓強(qiáng)為負(fù)值時(shí)，其絕對值稱為真空壓強(qiáng)。今后討論壓強(qiáng)一般指相對壓強(qiáng)，省略下標(biāo)，記為

7、p，若指絕對壓強(qiáng)則特別注明。8.液體相對平衡，就是指液體質(zhì)點(diǎn)之間沒有相對運(yùn)動(dòng)，但盛裝液體的容器卻對地面上的固定坐標(biāo)系有相對運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。原理：達(dá)朗伯原理。 這時(shí)流體處于慣性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，流體平衡微分方程仍適用?；痉匠蹋?dp =(Xdx+Ydy+Zdz) 9.靜止液體對壁面的作用力：(要會(huì)計(jì)算)作用在平面上的總壓力：總壓力大小為：P作用在平面上的總壓力的作用點(diǎn)： 區(qū)別hc和yc幾點(diǎn)結(jié)論：平面上靜水壓強(qiáng)的平均值為作用面（平面圖形）形心處的壓強(qiáng)?？倝毫Υ笮〉扔谧饔妹嫘涡?C 處的壓強(qiáng) pC 乘上作用面的面積 A . 平面上均勻分布力的合力作用點(diǎn)將是其形心，而靜壓強(qiáng)分布是不均勻的，浸沒在液面下越深，壓強(qiáng)

8、越大所以總壓力作用點(diǎn)位于作用面形心以下。在計(jì)算中壓強(qiáng)取相對壓強(qiáng)。10.作用在曲面（柱面）上的總壓力：總壓力的作用點(diǎn)確定方法：水平分力Px的作用線通過Ax的壓力中心；鉛垂分力Pz的作用線通過Vp的重心；總壓力P的作用線由Px、Pz的交點(diǎn)和 確定；將P的作用線延長至受壓面，其交點(diǎn)即為總壓力在曲面上的作用點(diǎn)。第三章：流體運(yùn)動(dòng)學(xué)1.流場：充滿運(yùn)動(dòng)流體的空間2.研究流體運(yùn)動(dòng)的方法：拉格朗日法和歐拉法。 拉格朗日法是著眼于流體質(zhì)點(diǎn)，先跟蹤個(gè)別流體質(zhì)點(diǎn)，然后將流場中所有質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況綜合起來，就得到所有流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)；（跟蹤） 歐拉法著眼于流場中的空間點(diǎn)，用同一時(shí)刻所有點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)情況來描述流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)（布

9、哨）3.定常流動(dòng)和非定常流動(dòng) 流場中各點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)與時(shí)間無關(guān)的流動(dòng)稱為定常流動(dòng)。4.跡線與流線。 跡線就是流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。跡線只與流體質(zhì)點(diǎn)有關(guān)，對不同的質(zhì)點(diǎn)， 跡線的形狀可能不同； 流線是同一時(shí)刻流場中連續(xù)各點(diǎn)的速度方向線 流線具有以下兩個(gè)特點(diǎn)： 非定常流動(dòng)時(shí)，流線的形狀隨時(shí)間改變；定常流動(dòng)時(shí)，其形狀不隨時(shí)間改變。 流線是一條光滑曲線。流線之間不能相交。5. 流管、流束及總流 流管：在流場中作一條與流線不重合的封閉曲線，則通過該曲線上所有點(diǎn)的流線組成的管狀表面就稱為流管 流束：流管中的所有流體稱為流束。 總流：流動(dòng)邊界內(nèi)所有流束的總和稱為總流6.濕周、水力半徑、水力直徑總流的過流斷面上，流

10、體與固體接觸的長度稱為濕周，用表示?？偭鬟^流斷面的面積A與濕周之比稱為水力半徑R，水力半徑的4倍稱為水力直徑。di=4A/=4R 7.流量：單位時(shí)間穿過該曲面的流體體積8.平均速度:體積流量與斷面面積之比為斷面平均流速，它是過水?dāng)嗝嫔喜痪鶆蛄魉賣(瞬時(shí)速度)的一個(gè)平均值9.系統(tǒng)和控制體 眾多流體質(zhì)點(diǎn)的集合稱為系統(tǒng)。系統(tǒng)一經(jīng)確定，它所包含的流體質(zhì)點(diǎn)都將確定?？刂企w是指流場中某一確定的空間。10.總流的連續(xù)性方程：有旋流動(dòng)：角速度不為0；無旋流動(dòng)：角速度為011.流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)一般可分解為平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和變形運(yùn)動(dòng)等三部分。 第四章 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.伯努里方程：是流體力學(xué)中最常用的公式之一，但在使用時(shí)

11、，應(yīng)注意其限制條件： 理想不可壓縮流體； 作定常流動(dòng)； 作用于流體上的質(zhì)量力只有重力； 沿同一條流線(或微小流束)。伯努里方程是能量守恒原理在流體力學(xué)中的具體體現(xiàn)，故被稱之為能量方程?？倷C(jī)械能不變，并不是各部分能量都保持不變。三種形式的能量可以各有消長，相互轉(zhuǎn)換，但總量不會(huì)增減。伯努里方程在流線上成立，也可認(rèn)為在微元流上成立，所以伯努里方程也就是理想流體定常微元流的能量方程。伯努里方程可理解為：微元流的任意兩個(gè)過水?dāng)嗝娴膯挝豢倷C(jī)械能相等。由于是定常流，通過微元流各過水?dāng)嗝娴馁|(zhì)量流量相同，所以在單位時(shí)間里通過各過水?dāng)嗝娴目倷C(jī)械能（即能量流量）也相等。2.沿流線法線方向壓力和速度的變化：當(dāng)流線的曲

12、率半徑很大或流體之間的夾角很小時(shí)，流線近似為平行直線，這樣的流動(dòng)稱為緩變流，否則稱為急變流。緩變流任意過流截面上流體靜壓力的分布規(guī)律與平衡流體中的相同，z+p/常數(shù)3.總流伯諾里方程:應(yīng)用條件： 不可壓縮流體； 作定常流動(dòng)；重力場中； 緩變流截面。中途無流量出、入，如有方程式仍近似成立。中途無能量出、入。若流體是粘性，則4.孔口出流：5.動(dòng)量方程的應(yīng)用及計(jì)算P129第五章 粘性流體流動(dòng)及阻力1.沿程阻力及沿程損失：沿程阻力是指流體在過流斷面沿程不變的均勻流道中所受的流動(dòng)阻力。由此所發(fā)生的能量損失稱為沿程損失。2.局部阻力及局部損失：局部阻力是指流體流過局部裝置(如閥門、彎頭、斷面突然變化的流道

13、等)時(shí)，也就是發(fā)生在急變流中的阻力。由此所發(fā)生的能量損失稱為局部損失。3.雷諾數(shù)： 其中， ，為動(dòng)力粘度d 是圓管直徑，v 是斷面平均流速，n 是流體的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)（分母）。小雷諾數(shù)流動(dòng)趨于穩(wěn)定，而大雷諾數(shù)流動(dòng)穩(wěn)定性差，容易發(fā)生紊流現(xiàn)象。4.圓管中恒定流動(dòng)的流態(tài)轉(zhuǎn)化僅取決于雷諾數(shù)5.流體具有兩種流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)速度變化時(shí)，這兩種流態(tài)可以互相轉(zhuǎn)化，對應(yīng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)變速度Vc和Vc,分別為上臨界速度和下臨界速度。當(dāng)VVc時(shí)，為層流；當(dāng)VVc時(shí)，為紊流。6.流體在圓管中的層流速度分布：r表示距圓管中心處的距離，i表示單位管長的沿程損失，即水力坡度。 此公式表明，速度沿半徑方向是按二次規(guī)律變化，速度分布是一個(gè)

14、旋轉(zhuǎn)拋物面。7.圓管中的層流流動(dòng)：圓管層流中心處的最大速度等于平均速度的兩倍；平均速度v=4Qd2; 沿程阻力損失：；（ ），為沿程阻力系數(shù)。8.圓管中的紊流流動(dòng) 紊流的基本特征是有一個(gè)在時(shí)間和空間上隨機(jī)分布的脈動(dòng)流場疊加到本為平滑和平穩(wěn)的流場上。所以對于紊流的各種物理量采用取統(tǒng)計(jì)平均的處理方法，把瞬時(shí)物理量看成平均量與脈動(dòng)量之和。統(tǒng)計(jì)平均的方法一般采用時(shí)間平均法 。流體質(zhì)點(diǎn)在一定時(shí)間內(nèi)，朝各個(gè)方向的脈動(dòng)機(jī)會(huì)均等，所以在時(shí)間T內(nèi)，脈動(dòng)速度對時(shí)間的平均值均為零。時(shí)均速度：同樣還有，時(shí)均壓力9.水力光滑管與水力粗糙管 10.流體流過固體壁面時(shí)，沿壁面法線方向速度逐漸增大的區(qū)域稱為附面層。流體在壁面

15、附近反向流回而形成回流的現(xiàn)象稱為附面層的分離。第六章 能量損失及管路計(jì)算1.尼古拉茨實(shí)驗(yàn): 實(shí)驗(yàn)裝置：人工粗糙管把經(jīng)過篩選的大小均勻一致的固體顆粒粘貼在管壁上，這樣的管路稱為人工粗糙管。實(shí)驗(yàn)原理：能量方程 ;實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篟e、/d（尼古拉茨曲線）區(qū)層流區(qū)，Re2320。=64/Re .說明層流區(qū)內(nèi)與/d無關(guān)，只與Re相關(guān)，符合=64/Re區(qū)第一過渡區(qū)，2320Re4000。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)無明顯規(guī)律。 區(qū)水力光滑區(qū)，所有管道中的流動(dòng)都變?yōu)槲闪?，阻力特性也發(fā)生了變化。只與Re有關(guān)，但對于相對粗糙度/d不同的管道，這一區(qū)域的上界雷諾數(shù)是不相同的第二過渡區(qū)：這時(shí)層流底層已經(jīng)不能遮蓋壁面的粗糙峰，壁面的粗糙峰對中

16、部的紊流產(chǎn)生了影響。Re/d和Re對阻力系數(shù)均有影響。水力粗糙區(qū)：對同一管道而言，層流底層已經(jīng)變得非常薄，以至于管壁上所有的粗糙峰都凸入了紊流區(qū)，及時(shí)雷諾數(shù)再大，也不再有新的凸峰對流動(dòng)產(chǎn)生影響，這表現(xiàn)為不隨Re變化2.局部阻力損失與局部阻力系數(shù)：流經(jīng)局部裝置時(shí)，流體一般都處于高紊流狀態(tài)。這表現(xiàn)為局部阻力系數(shù) 只與局部裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)而與雷諾數(shù)無關(guān)。局部阻力損失：、3.能量損失的疊加當(dāng)一條管路中包含有若干個(gè)局部裝置時(shí)，管路的總水頭損失等于沿程損失與所有管件的局部損失之和，即 其中， （因?yàn)镼=v14d2）R稱為管阻系數(shù)，簡稱管阻。4.管路分類：1.按管路的布置分類 簡單管路：管徑沿程不變而且沒有分

17、支的管路；復(fù)雜管路：不符合簡單管路條件的管路。如：串聯(lián)管路、并聯(lián)管路和分支管路。 2.按能量損失的比例分類長管：局部損失在總損失中占的比例較小的管路，如5%，這時(shí)常忽略局部損失。短管：沿程損失、局部損失大小相當(dāng)，均需計(jì)及的管路。 5.串聯(lián)管路的特點(diǎn)是：各條管路中的流量相等，等于總流量；各管的水頭損失之和等于管路的總損失，6.并聯(lián)管路是由若干條簡單管路(或串聯(lián)管路)首、尾分別連接在一起而構(gòu)成的。并聯(lián)管路的特點(diǎn)是：各條管路中的流量之和，等于總流量；各管的水頭損失之相等，等于管路的總損失。7.簡單管路：管徑沿程不變且沒有分支的管路。8.水擊現(xiàn)象：管路中因某種原因使液體壓力交替劇變這一現(xiàn)象稱為水力錘擊

18、，簡稱水擊。第七章 相似原理和量綱分析1. 相似條件要使兩流動(dòng)現(xiàn)象相似，必須滿足力學(xué)相似條件，即幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。動(dòng)力相似準(zhǔn)則包括：粘性力相似準(zhǔn)則雷諾數(shù)相等；重力相似準(zhǔn)則弗魯?shù)聰?shù)相等；壓力相似準(zhǔn)則歐拉數(shù)相等。相似準(zhǔn)則有決定性和非決定性相似準(zhǔn)則，除歐拉準(zhǔn)則外，其他準(zhǔn)則都是決定性相似準(zhǔn)則。兩流動(dòng)現(xiàn)象相似的充要條件是：在幾何相似的前提下，各決定性相似準(zhǔn)則分別對應(yīng)相等。 2.量綱：物理量單位的屬性。一個(gè)正確的物理方程中，各項(xiàng)的量綱必定相同。這就是物理方程的量綱和諧性，它是量綱分析的基礎(chǔ)。量綱分為基本量綱和導(dǎo)出量綱?；玖烤V具有獨(dú)立性，比如與溫度無關(guān)的動(dòng)力學(xué)問題可選取長度L、時(shí)間T和質(zhì)量M為

19、基本量綱；誘導(dǎo)量綱可由量綱公式通過基本量綱導(dǎo)出。3.無量綱量：物理量的所有量綱指數(shù)為零4.量綱分析p定理。通過量綱分析來確定影響某流動(dòng)的相似準(zhǔn)則間定性關(guān)系的方法，就稱為p定理5.求取無量綱數(shù)的具體方法：某物理現(xiàn)象有n個(gè)物理量，其中有r個(gè)基本量綱。則在n個(gè)物理量中任選r個(gè)作為獨(dú)立變量。但這r個(gè)獨(dú)立變量的量綱不能相同，而且它們必須包含有n個(gè)物理量所涉及的全部基本量綱。在保證量綱相同的前提下，將剩余的(n-r)個(gè)物理量分別用所選定的r個(gè)獨(dú)立變量的乘冪組合來表示，將其無量綱化。 在流體機(jī)械部分會(huì)有指出設(shè)備各部件名稱的簡答題。第一章泵與風(fēng)機(jī)的分類及工作原理1.泵的分類：按工作原理：容積泵、葉片泵、其他類

20、型的泵；根據(jù)葉輪數(shù)：單級和多級；根據(jù)葉輪入口數(shù)目：單吸式和雙吸式；根據(jù)主軸的布置位置：立式和臥式；根據(jù)外殼接縫形式：中開式和分段式2風(fēng)機(jī)的分類：按氣體在葉輪內(nèi)流動(dòng)方向：離心式和軸流式；根據(jù)葉輪數(shù)目：單級和兩級；按風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的壓力大?。旱蛪猴L(fēng)機(jī)（全壓小于1000 Pa）中壓風(fēng)機(jī)（全壓為 10003000 Pa）高壓風(fēng)機(jī)（全壓為3000 5000 Pa）3.泵的特性參數(shù)：（1）流量Q-單位時(shí)間內(nèi)通過泵的液體體積叫泵的流量，又稱排量，單位為m3min。（2）揚(yáng)程H-單位重量的液體在泵內(nèi)所獲得的總能量叫泵的揚(yáng)程，單位為m。（3）轉(zhuǎn)速n-泵葉輪每分鐘旋轉(zhuǎn)周數(shù)叫轉(zhuǎn)速，單位為rmin。（4）功率-泵功率有軸功

21、率和有效功率之分。軸功率N-原動(dòng)機(jī)傳給泵軸上的功率，單位為W或kw。 有效功率Na-單位時(shí)間內(nèi)液體自泵所獲得的實(shí)際能量叫泵的有效功率，單位為W或kw，其表達(dá)式為：（5）效率-泵的有效功率與軸功率之比稱為效率，其表達(dá)式為：（6）允許吸上真空度 這個(gè)參數(shù)表示泵的吸液能力，單位為m。4.風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)：（1）流量Q-單位時(shí)間內(nèi)通過風(fēng)機(jī)的氣體體積叫風(fēng)機(jī)的流量，又稱風(fēng)量，單位為m3/min。（2）壓力P-壓力有全壓和靜壓。單位體積的氣體在通風(fēng)機(jī)內(nèi)所獲得的總能量叫通風(fēng)機(jī)全壓P，單位為Pa；風(fēng)機(jī)的全壓減風(fēng)機(jī)出口的動(dòng)壓稱為風(fēng)機(jī)的靜壓Pst，單位為Pa 。（3）轉(zhuǎn)速n -風(fēng)機(jī)葉輪每分鐘旋轉(zhuǎn)周數(shù)叫轉(zhuǎn)速，單位為rm

22、in。（4）功率 -通風(fēng)機(jī)功率有：軸功率和有效功率。 軸功率N-原動(dòng)機(jī)傳給通風(fēng)機(jī)軸上的功率，單位為W或KW。 有效功率Na-單位時(shí)間內(nèi)氣體自風(fēng)機(jī)所獲得的實(shí)際能量，單位為W或kw。5）效率 -風(fēng)機(jī)的有效功率與軸功率之比稱為風(fēng)機(jī)的效率。第二章 泵與風(fēng)機(jī)的基本理論1.下圖依次為點(diǎn)，入口，出口處的速度三角形（會(huì)有類似課后習(xí)題2-6解答題） 為葉片安裝角；為絕對流動(dòng)角2.理論流量：葉片排擠系數(shù)，表示葉輪出口處實(shí)際出口截面積與不計(jì)葉片厚度的出口截面積之比值；D2葉輪外徑；b2葉片出口寬度；C2r葉輪出口處的徑向速度。3.葉片無限多時(shí)的理論壓頭基本方程：假設(shè)：）流過葉輪的流體是理想流體，不考慮能量損失；2）

23、葉輪是理想葉輪，即葉輪的葉片數(shù)為無限多，葉片無限薄；3）流體不可壓縮且流動(dòng)是定常的。表示單位重量流體所獲得的能量。u 流體所獲得的壓頭，僅與流體在葉片進(jìn)口及出口處的速度有關(guān)，而與流動(dòng)過程無關(guān)。u 流體所獲得的壓頭與被輸送流體的種類無關(guān)。也就是說，無論是被輸送的流體是液體還是氣體，只要葉片進(jìn)口和出口處的速度三角形相同，都可以得到相同的壓頭。u 壓頭與葉輪外緣圓周速度u2成正比，而u2=nD2/60。所以，當(dāng)其他條件相同時(shí)，葉輪外徑D2越大，轉(zhuǎn)速n越高，壓頭就越高。當(dāng)進(jìn)口切向速度為零時(shí)， C1u=0 則有， 4. 離心式泵與風(fēng)機(jī)的能量損失和效率按其產(chǎn)生原因不同可分為水力損失、容積損失和機(jī)械損失三種

24、（1）水力損失：摩擦損失Hf沖擊損失Hd （2）容積損失：部分回流到低壓區(qū)（或大氣）的流體在流經(jīng)葉輪時(shí)，顯然也已從葉輪中獲得能量，但未能有效利用。因此，把這部分回流的流體稱為容積損失。（3）機(jī)械損失 ：泵或風(fēng)機(jī)的機(jī)械損失包括軸承和軸封的摩擦損失以及葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其外表與機(jī)殼內(nèi)流體之間發(fā)生的所謂圓盤摩擦損失。5.相似定律：（N=PQ）6.比轉(zhuǎn)數(shù)：實(shí)質(zhì)上是個(gè)比例（即相似）常數(shù)，它的大小是由葉輪本身形狀（也即性能參數(shù)）所決定的。比轉(zhuǎn)數(shù)實(shí)際上應(yīng)理解為葉輪的比轉(zhuǎn)數(shù)，而不是整機(jī)。所以公式中Q、H是對一個(gè)葉輪的流量和壓頭而言的，則對于雙吸單級泵，ns應(yīng)為：對于多級泵，ns應(yīng)為7.離心泵和風(fēng)機(jī)的實(shí)際特性曲線為：壓

25、頭，功率，效率與流量之間的關(guān)系曲線。其中最重要的是壓頭流量曲線。8.工況點(diǎn)：泵或風(fēng)機(jī)在特性曲線上某點(diǎn)工作時(shí)，則稱該點(diǎn)為工況點(diǎn)9.軸流風(fēng)機(jī)產(chǎn)生風(fēng)壓的條件：當(dāng)21時(shí)，即出口處的葉片安裝角大于入口處的葉片安裝角。（葉片安裝角葉片切線與圓周速度反方向之間的夾角）10.不同流量下軸流風(fēng)機(jī)的流動(dòng)狀態(tài)及壓頭特性曲線：在此圖中，在a點(diǎn)沒有流量通過，但壓力最高。在實(shí)際情況下，不允許軸流風(fēng)機(jī)在零流量附近工作。脫流不僅會(huì)造成壓力損失形成鞍形曲線，而且容易引起喘振現(xiàn)象。所以，軸流風(fēng)機(jī)的有效工作范圍只限制在最高壓力點(diǎn)c的右側(cè)。為了擴(kuò)大工作范圍，通常采用改變?nèi)~片安裝角的辦法實(shí)現(xiàn)。第三章 泵與風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及性能1.離心泵的主

26、要零部件（ 葉輪、吸水室、壓出室、導(dǎo)葉，密封裝置等零部件）密封裝置的分類：阻止葉輪間液體溝通的密封；阻止大氣與泵腔液體溝通的密封。前者稱為密封環(huán)，后者稱為填料函。軸向推力及平衡裝置：單吸式離心泵運(yùn)行時(shí)，由于葉輪前后蓋板面積不等，作用在葉輪兩側(cè)的壓力不用，以及液體進(jìn)入葉輪時(shí)的動(dòng)反力等因素，產(chǎn)生了一個(gè)迫使葉輪軸向移動(dòng)的軸向推力。軸向推力除了使葉輪朝進(jìn)口方向移動(dòng)外，還會(huì)引起振動(dòng)，磨損并增加軸承負(fù)載。軸向推力F的方向是從泵的出水側(cè)指向進(jìn)水側(cè)。平衡方法：1）開平衡孔（2）采用平衡葉片3）采用雙吸葉輪4）對稱布置葉輪（5）平衡鼓（6）平衡盤4.離心風(fēng)機(jī)的主要零部件：一般由進(jìn)口集流器、葉輪、蝸殼和傳動(dòng)軸組成

27、。葉輪是關(guān)鍵部位，可分為：前彎，徑向和后彎三種。進(jìn)口集流器：是保證氣流均勻地充滿葉輪進(jìn)口，減小流動(dòng)損失和降低進(jìn)口渦流噪聲。集流器與葉輪之間的間隙形式有徑向間隙和軸向間隙。蝸殼：作用是將葉輪出口的氣體匯集起來，導(dǎo)至風(fēng)機(jī)的出口，并將氣體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。5.離心風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方式：離心風(fēng)機(jī)葉輪只能順蝸殼旋線的展開方向旋轉(zhuǎn)，根據(jù)葉輪旋轉(zhuǎn)方向可分為左旋和右旋兩種。確定方法：從電動(dòng)機(jī)一側(cè)看風(fēng)機(jī)，葉輪按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)稱為右旋，按你逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，稱為左旋。6.離心風(fēng)機(jī)的型號(hào)與規(guī)格：G4-73-1120D右90°表示：名稱：G-鼓風(fēng)機(jī)；型號(hào)：4-73-11，4-max時(shí)的壓力系數(shù)×

28、10后圓整；73-工程單位制時(shí)的比轉(zhuǎn)數(shù)，1-進(jìn)氣口數(shù)主為1（1表示單側(cè)進(jìn)氣，0表示雙側(cè)進(jìn)氣），1-設(shè)計(jì)序號(hào)，第一次設(shè)計(jì)。機(jī)號(hào)：20，葉輪直徑的分米數(shù)。傳動(dòng)方式：D旋向：右旋，即順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。出口位置： 在90°處7.軸流風(fēng)機(jī)可用調(diào)整葉片安裝角來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓，同時(shí)可反轉(zhuǎn)反風(fēng)，在煤礦中廣泛應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：軸流式和離心式的風(fēng)機(jī)同屬葉片式，但從性能及結(jié)構(gòu)上兩者有所不同。軸流式風(fēng)機(jī)的性能特點(diǎn)是流量大，揚(yáng)程(全壓)低，比轉(zhuǎn)數(shù)大，流體沿軸向流入、流出葉輪。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，重量相對較輕。因有較大的輪轂動(dòng)葉片角度可以作成可調(diào)的。動(dòng)葉片可調(diào)的軸流式泵與風(fēng)機(jī)，由于調(diào)動(dòng)葉片角度可隨外界負(fù)荷變化而

29、改變，因而改變工況時(shí)調(diào)節(jié)性能好，可保持較寬的高效工作區(qū)。8.軸流風(fēng)機(jī)的主要零部件：葉輪、導(dǎo)葉、外殼、集流器、疏流罩和擴(kuò)散器等。葉輪：葉輪由輪轂和葉片組成，其作用和離心式葉輪一樣，是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要部件集流器：集風(fēng)器的作用是使氣流獲得加速，在壓力損失最小的情況下保證進(jìn)氣速度均勻、平穩(wěn)。導(dǎo)葉：確定流體通過葉輪前或后的流動(dòng)方向，減少液體流動(dòng)的能量損失。 前導(dǎo)葉的作用是使進(jìn)入風(fēng)機(jī)前的氣流發(fā)生偏轉(zhuǎn)，把氣流由軸向引為旋向進(jìn)入，且大多數(shù)是負(fù)旋向(即與葉輪轉(zhuǎn)向相反)，這樣可使葉輪出口氣流的方向?yàn)檩S向流出。 后導(dǎo)葉在軸流式風(fēng)機(jī)中應(yīng)用最廣。氣體軸向進(jìn)入葉輪，從葉輪流出的氣體絕對速度有一定旋向，經(jīng)后導(dǎo)葉擴(kuò)壓并引導(dǎo)

30、后，氣體以軸向流出。9.軸流風(fēng)機(jī)構(gòu)造：10.離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)區(qū)別在于： 1、離心風(fēng)機(jī)改變了風(fēng)管內(nèi)介質(zhì)的流向，而軸流風(fēng)機(jī)不改變風(fēng)管內(nèi)介質(zhì)的流向；2、前者風(fēng)量和風(fēng)壓都很大，后者風(fēng)量和風(fēng)壓都很低；3、前者安裝較復(fù)雜，后者安裝較簡單；4、前者電機(jī)與風(fēng)機(jī)一般是通過軸連接的，后者電機(jī)一般在風(fēng)機(jī)內(nèi)；5、前者常安裝在空調(diào)機(jī)組進(jìn)、出口處，鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)，等等，后者常安裝在 風(fēng)管當(dāng)中、或風(fēng)管出口前端。第四章：給排水系統(tǒng)1.水泵揚(yáng)程：其中Hc表示側(cè)地高度，RtQ2為克服阻力損失。管路效率為 Hc/H2.管路特性曲線: 特性曲線意義：泵的性能曲線，只能說明泵自身的性能，但泵在管路中工作時(shí)，不僅取決于其本身的，而且還

31、取決于管路系統(tǒng)的性能，即管路特性曲線。由這兩條曲線的交點(diǎn)來決定泵在管路系統(tǒng)中的運(yùn)行工況。下圖為管路阻力特性曲線3.泵的工況點(diǎn)及確定方法：水泵的壓頭特性曲線與管路特性曲線有一交點(diǎn)，這就是水泵的工作點(diǎn)，簡稱工況點(diǎn)。4.氣蝕：由于壓力的變化而導(dǎo)致的液流內(nèi)的氣泡的產(chǎn)生、發(fā)展和潰滅引起的材料破壞，稱為氣蝕。 氣蝕危害:材料破壞;噪聲和振動(dòng);性能下降5.泵的吸水高度：指泵軸線的水平面與吸水池水面的標(biāo)高之差。確定泵的幾何安裝高度是保證泵在設(shè)計(jì)工況下工作時(shí)不發(fā)生氣蝕的重要條件。6.氣蝕余量：用符號(hào)h表示，或用NPSH 表示。指水泵在進(jìn)口處，單位重量的水所具有的的大于飽和蒸汽壓的剩余能量氣蝕余量分為裝置氣蝕余量

32、和臨界氣蝕余量 。裝置氣蝕余量hA：裝置氣蝕余量就是水泵進(jìn)口處的實(shí)際氣蝕余量；臨界氣蝕余量hr：臨界氣蝕余量是指泵內(nèi)最低壓力點(diǎn)的壓力為飽和蒸氣壓時(shí)，水泵進(jìn)口處的氣蝕余量，其實(shí)質(zhì)是水泵進(jìn)口處的水流到泵內(nèi)最低壓力點(diǎn)壓力降至飽和蒸氣壓時(shí)的水頭降。允許氣蝕余量：是將臨界氣蝕余量適當(dāng)加大，以保證水泵正常工作不發(fā)生汽蝕情況下的氣蝕余量。h=hr為使泵不產(chǎn)生氣蝕，裝置提供的氣蝕余量應(yīng)大于或等于泵的允許氣蝕余量7.允許吸上真空度Hs：是指為保證水泵內(nèi)部壓力最低點(diǎn)不產(chǎn)生氣蝕時(shí)，在泵進(jìn)口處可允許達(dá)到的最高真空度8 ，Hx幾何安裝高度，即允許的最大吸水高度，Hx與允許吸上真空高度Hs之間的關(guān)系式指出：1)泵的允許幾

33、何安裝高度Hx應(yīng)從泵樣本中所給出的允許吸上真空高度Hs中減去泵吸入口的速度水頭和吸入管路的流動(dòng)損失。一般情況下，Hx隨流量的增加而降低，所以應(yīng)按樣本中最大流量所對應(yīng)的Hs來計(jì)算。(2)為了提高泵允許的幾何安裝高度，應(yīng)該盡量減小速度水頭和吸入管路的流動(dòng)損失。為了減小速度水頭，在同一流量下，可以選用直徑稍大的吸入管路；為了減小流動(dòng)損失除了選用直徑稍大的吸入管以外，吸入管段應(yīng)盡可能的短，并盡量減少如彎頭等增加局部損失的管路附件。9.泵的穩(wěn)定工作條件：泵的揚(yáng)程特性曲線與管路特性曲線只有一個(gè)交點(diǎn)，并且只能有一個(gè)，否則不穩(wěn)定。對于特定的泵，泵的參數(shù)是不變的，泵的特性曲線只隨轉(zhuǎn)速而變，要保證水泵的正常工作，必須滿足：穩(wěn)定的工作條件，工況點(diǎn)位于