《流體力學(xué)2》全冊配套完整教學(xué)課件

1、流體力學(xué)流體力學(xué)2全冊配套全冊配套完整教學(xué)課件完整教學(xué)課件流體力學(xué)與傳熱流體力學(xué)與傳熱 教材及參考書教材及參考書 教材教材 鐘理，伍欽，馬四朋主編，鐘理，伍欽，馬四朋主編，化工原理化工原理上冊，化學(xué)上冊，化學(xué)工業(yè)出版社，工業(yè)出版社，2008年第年第1版。版。 主要參考書主要參考書1. Warren L. McCabe, Julian C. Smith and Peter Harriott. Unit Operations of Chemical Engineering, Seventh Edition. International Edition, McGRAW-HILL.2. 夏清，陳常貴主

2、編，姚玉英主審，夏清，陳常貴主編，姚玉英主審，化工原理化工原理上冊，上冊，修訂版，天津大學(xué)出版社。修訂版，天津大學(xué)出版社。2005年第年第1版。版。3. 姚玉英，陳常貴，柴誠敬編著，姚玉英，陳常貴，柴誠敬編著，化工原理學(xué)習(xí)指化工原理學(xué)習(xí)指南南，天津大學(xué)出版社，天津大學(xué)出版社，2003年。年。 課程有關(guān)事項課程有關(guān)事項 考試考試 期末考試，期末考試，75%出勤出勤 提前請假，曠課一次扣提前請假，曠課一次扣3分。共分。共9%。課后作業(yè)課后作業(yè) 約約10次，每周一次，占總成績的次，每周一次，占總成績的10%。 要求要求:(1)按布置題量完成，按時上交；（按布置題量完成，按時上交；（2）抄題目，畫圖，

3、（）抄題目，畫圖，（3）字）字跡端正，有中間運算過程；（跡端正，有中間運算過程；（4）不抄襲。缺一項，降一等級，從）不抄襲。缺一項，降一等級，從A，A-，B+，B，B-課堂表現(xiàn)課堂表現(xiàn) 3% (1)積極回答問題，不論正確與否，總成績的積極回答問題，不論正確與否，總成績的3%；（；（2）被動回答，）被動回答，按回答正確程度給分，共占總成績的按回答正確程度給分，共占總成績的3%；l 課堂作業(yè)課堂作業(yè) 根據(jù)正確程度，占總成績的根據(jù)正確程度，占總成績的3% 與本課程有關(guān)的其它課程與本課程有關(guān)的其它課程 化工原理實驗化工原理實驗 雷諾和柏努利方程、泵性能和阻力、相分離演雷諾和柏努利方程、泵性能和阻力、相

4、分離演示、傳熱實驗。示、傳熱實驗。 實驗前的準(zhǔn)備工作：預(yù)習(xí)，撰寫實驗報告實驗前的準(zhǔn)備工作：預(yù)習(xí)，撰寫實驗報告 實驗中：根據(jù)實驗操作步驟，進行實驗實驗中：根據(jù)實驗操作步驟，進行實驗 實驗后：進行數(shù)據(jù)整理及補充完善實驗報告實驗后：進行數(shù)據(jù)整理及補充完善實驗報告考核方式考核方式 平時及實驗報告平時及實驗報告40%，（，（評定依據(jù)參見作業(yè)部分評定依據(jù)參見作業(yè)部分） 期末考試；期末考試；60% 0 0 緒論緒論 0.1 概述概述 0.1.1 課程的基本內(nèi)容課程的基本內(nèi)容 化工生產(chǎn)過程泛指對原料進行化學(xué)加工，最終化工生產(chǎn)過程泛指對原料進行化學(xué)加工，最終獲得有價值產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。獲得有價值產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。

5、化學(xué)（生物）反應(yīng)化學(xué)（生物）反應(yīng) （核心）（核心） 物理操作：為化學(xué)（生物）反應(yīng)準(zhǔn)備適宜的反物理操作：為化學(xué)（生物）反應(yīng)準(zhǔn)備適宜的反應(yīng)條件及將反應(yīng)物分離提純而獲得最終產(chǎn)品。應(yīng)條件及將反應(yīng)物分離提純而獲得最終產(chǎn)品。 單元操作單元操作一、單元操作的分類一、單元操作的分類遵循流體動力學(xué)基本規(guī)律的單元操作遵循流體動力學(xué)基本規(guī)律的單元操作 流體輸送、沉降、過濾、物料混合等。流體輸送、沉降、過濾、物料混合等。遵循熱量傳遞的基本規(guī)律的單元操作遵循熱量傳遞的基本規(guī)律的單元操作 加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)。加熱、冷卻、冷凝、蒸發(fā)。遵循質(zhì)量傳遞基本規(guī)律的單元操作遵循質(zhì)量傳遞基本規(guī)律的單元操作 蒸餾、吸收、萃取、吸附、

6、膜分離等。（分離操蒸餾、吸收、萃取、吸附、膜分離等。（分離操作）作）同時遵循熱質(zhì)傳遞規(guī)律的單元操作同時遵循熱質(zhì)傳遞規(guī)律的單元操作 氣體的增濕與減濕、結(jié)晶、干燥。氣體的增濕與減濕、結(jié)晶、干燥。二、單元操作的理論二、單元操作的理論三傳理論三傳理論 動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞動量傳遞動量傳遞熱量傳遞熱量傳遞質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞0.1.2 課程的研究方法課程的研究方法 實驗研究方法（經(jīng)驗法）實驗研究方法（經(jīng)驗法） 量綱分析、相似理論、無量綱數(shù)群（準(zhǔn)數(shù)）量綱分析、相似理論、無量綱數(shù)群（準(zhǔn)數(shù)） 數(shù)學(xué)模擬法（半經(jīng)驗半理論方法）數(shù)學(xué)模擬法（半經(jīng)驗半理論方法） 通過合理簡化，建立物理模

7、型，進行數(shù)學(xué)描述，通過合理簡化，建立物理模型，進行數(shù)學(xué)描述，得到數(shù)學(xué)模型，通過實驗測定模型參數(shù)。得到數(shù)學(xué)模型，通過實驗測定模型參數(shù)。解析法解析法 建立數(shù)學(xué)模型及方程式，直接進行求解。建立數(shù)學(xué)模型及方程式，直接進行求解。0.1.3 課程的學(xué)習(xí)要求課程的學(xué)習(xí)要求 “科學(xué)科學(xué)”與與“技術(shù)技術(shù)”的融合。強調(diào)理論聯(lián)系實的融合。強調(diào)理論聯(lián)系實際。際。 單元操作和設(shè)備選擇的能力；單元操作和設(shè)備選擇的能力； 工程設(shè)計能力；設(shè)計計算，化工原理課程設(shè)計工程設(shè)計能力；設(shè)計計算，化工原理課程設(shè)計 操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力；操作計算操作和調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程的能力；操作計算 過程開發(fā)或科學(xué)研究能力。過程開發(fā)或科學(xué)研究能力。0.

8、2 單位制與單位換算單位制與單位換算 0.2.1 物理量的單位物理量的單位 基本量（基本量（primary quantity）和基本單位）和基本單位 長度，時間，質(zhì)量，溫度等長度，時間，質(zhì)量，溫度等 導(dǎo)出量和導(dǎo)出單位導(dǎo)出量和導(dǎo)出單位 速度，加速度，力等速度，加速度，力等0.2.2 單位制單位制 國際單位制（國際單位制（SI制）制） 基本量：基本量： 長度（米長度（米m） ，質(zhì)量（千克，質(zhì)量（千克kg） ，時間（秒，時間（秒s），），溫度（開爾文溫度（開爾文K），元素的單位（摩爾），元素的單位（摩爾mol） 導(dǎo)出量：導(dǎo)出量： 力（牛頓力（牛頓N），），1N=1kgms-2 功、能和熱（焦耳功、能

9、和熱（焦耳J），），1J=1Nm=1kgm2s-2 功率，壓力（大氣壓功率，壓力（大氣壓atm，bar)，標(biāo)準(zhǔn)重力加速度，標(biāo)準(zhǔn)重力加速度(gn) 英制單位制（英制單位制（fps制）制） 基本量基本量: 長度（英尺長度（英尺ft），質(zhì)量（磅），質(zhì)量（磅lbm） ，時間，時間（秒（秒s）, 溫度（溫度（ F） 導(dǎo)出量導(dǎo)出量: 重力加速度（重力加速度（g），），g=32.174fts-2 力（磅力（磅lblbf f），），1lb1lbf f= 1lb= 1lbm mgc=32.174 lbmfts-2 壓力壓力psi（pound per square inch)，1psi=1lbfin-2 功率（功

10、率（1hp），），1hp=550ftlbfs-1 熱，功，能（熱，功，能（Btu），），1Btulbm-1F-1=1calITg-1C-1 物理單位制（物理單位制（CGS系統(tǒng)）系統(tǒng)） 基本量基本量 長度（厘米長度（厘米cm） ，質(zhì)量（克，質(zhì)量（克g） ，時間（秒，時間（秒s） 導(dǎo)出量導(dǎo)出量 力（達因力（達因dyn），），1dyn=1gcms-2 熱量（爾格熱量（爾格erg），），1erg=1dyncm 重力加速度（重力加速度（g），），1g=980.665cms-20.2.3 單位換算單位換算CGS制與制與SI制的關(guān)系制的關(guān)系 1g=110-3kg 1cm=1 10-2m 1dyn=1gcms

11、-2=1 10-5N 1erg（爾格）（爾格） =1dyncm=1 10-7J fps制與制與SI制的關(guān)系制的關(guān)系 1lbm=0.45359kg 1ft=12inch=0.30480m 1lbf=4.4482N 1ftlbf=1.35582Nm=1.35582J 1hp=745.7W 1Btu(British thermal unit)=1.05418 103J TF=32+t1.8C，1C=1.8F 物理量單位的換算物理量單位的換算【例例0-1】以英制單位制表示的常溫下苯的熱導(dǎo)率為以英制單位制表示的常溫下苯的熱導(dǎo)率為0.0919Btuft-1h-1F-1，將該熱導(dǎo)率的單位換算成，將該熱導(dǎo)率的

12、單位換算成Wm-1C-1。解：根據(jù)單位的換算關(guān)系，有：解：根據(jù)單位的換算關(guān)系，有： 1Btu=1.05418 103J，1ft=0.30480m，1h=3600s ，1C=1.8F 所以，苯的熱導(dǎo)率為：所以，苯的熱導(dǎo)率為：101000101131011CmW15892. 0CsmJ15892. 0CF1.8F3600shh0.30480mftftBtuJ101.05418Btu0.0919FhftBtu0919. 0公式的換算公式的換算*【例例0-2】在在SI制中，牛頓第二定律的表達式為制中，牛頓第二定律的表達式為F=ma，式，式中中F為物體所受的力，為物體所受的力，N ，m為物體質(zhì)量，為物體

13、質(zhì)量，kg，a為物體的為物體的運動加速度，運動加速度，ms-2；試將上式變換為英制單位制，即；試將上式變換為英制單位制，即F的的單位改為單位改為lbf，m的單位改為的單位改為lbm，a的單位改為的單位改為fts-2。解：根據(jù)單位的換算關(guān)系，有：解：根據(jù)單位的換算關(guān)系，有： 1lbf=4.4482N，1ft=0.30480m，1lbm=0.45359kg FFFF4482. 4lbNfaaaammmm3048. 0sftsm45359. 0lb(kg)22mmaFamamFammaFF174.321174.321031. 03048. 045359. 04482. 40.3 單元操作的幾個基本定

14、律及關(guān)系單元操作的幾個基本定律及關(guān)系 0.3.1 質(zhì)量衡算質(zhì)量衡算 質(zhì)量守恒定律質(zhì)量守恒定律 進入與離開某一化工過程的物料質(zhì)量之差，等進入與離開某一化工過程的物料質(zhì)量之差，等于該過程中累積的物料質(zhì)量于該過程中累積的物料質(zhì)量 F為輸入量的總和；為輸入量的總和； D為輸出量的總和；為輸出量的總和；A為為累積量。累積量。對于穩(wěn)態(tài)，有對于穩(wěn)態(tài)，有ADFDF【例例0-3】在生產(chǎn)在生產(chǎn)KNO3的過程中，的過程中，20%的的KNO3純水溶液以純水溶液以1000kgh-1的的流量送入蒸發(fā)器，在流量送入蒸發(fā)器，在422K下蒸發(fā)出部分水而得到下蒸發(fā)出部分水而得到50%的的KNO3濃溶液，濃溶液，然后送入冷卻結(jié)晶器

15、，在然后送入冷卻結(jié)晶器，在311K結(jié)晶，得到含水結(jié)晶，得到含水4%的的KNO3結(jié)晶和含結(jié)晶和含37.5%的飽和溶液。前者作為產(chǎn)品取出，后者循環(huán)回到蒸發(fā)器。過程為的飽和溶液。前者作為產(chǎn)品取出，后者循環(huán)回到蒸發(fā)器。過程為定態(tài)操作。試計算定態(tài)操作。試計算KNO3結(jié)晶產(chǎn)品量結(jié)晶產(chǎn)品量P、水蒸發(fā)量、水蒸發(fā)量W和循環(huán)的飽和溶液量和循環(huán)的飽和溶液量R。解：首先給出物料流程解：首先給出物料流程 （1）結(jié)晶產(chǎn)量）結(jié)晶產(chǎn)量P 以總系統(tǒng)為研究對象，以溶質(zhì)（以總系統(tǒng)為研究對象，以溶質(zhì)（KNO3）的量做衡算：的量做衡算：1000 20%=(1-4%) P，P=208.3kgh-1（2）水蒸發(fā)量）水蒸發(fā)量W以總系統(tǒng)為研究

16、對象，根據(jù)總物料的平衡，有以總系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)總物料的平衡，有1000=W+P，W=1000-P=791.1kgh-1（3）循環(huán)的飽和溶液量）循環(huán)的飽和溶液量R以冷凝結(jié)晶器為研究對象，分別對物料總量和溶質(zhì)量進行質(zhì)量衡算以冷凝結(jié)晶器為研究對象，分別對物料總量和溶質(zhì)量進行質(zhì)量衡算S=P+R （S=208.3+R）S 50%=P （1-4%）+R 37.5% （ S 50%=208.3 （1-4%）+R 37.5% ）得到：得到：S= 974.9kgh-1 ，R=766.6kgh-10.3.2 能量衡算能量衡算 能量守恒定律能量守恒定律 進入與離開某一化工過程的物料能量之差，等于進入與離開某一化

17、工過程的物料能量之差，等于該過程中累積的物料能量該過程中累積的物料能量 QI為輸入能量的總和；為輸入能量的總和； QO為輸出能量的總和；為輸出能量的總和； QL 為系統(tǒng)向外損失的能量；為系統(tǒng)向外損失的能量；QA為系統(tǒng)中累積的為系統(tǒng)中累積的能量。能量。對于穩(wěn)態(tài)，有對于穩(wěn)態(tài)，有ALOIQQQQLOIQQQ【例例0-4】在換熱器里將平均比熱容為在換熱器里將平均比熱容為3.56kJkg-1C-1的某種溶液自的某種溶液自25C加熱到加熱到80C，溶液流量為，溶液流量為1.0kgs-1。加熱介質(zhì)為。加熱介質(zhì)為120C的飽和水蒸汽，其的飽和水蒸汽，其消耗量為消耗量為0.095kgs-1，蒸汽冷凝成同溫度的飽

18、和水后排出。試計算此換，蒸汽冷凝成同溫度的飽和水后排出。試計算此換熱器的熱損失占水蒸汽所提供熱量的百分比。熱器的熱損失占水蒸汽所提供熱量的百分比。解：首先給出過程示意圖解：首先給出過程示意圖 查表，得到查表，得到120C的飽和水蒸汽的焓為：的飽和水蒸汽的焓為： 2708.9kJkg-1，120C飽和水飽和水的焓為：的焓為： 503.67kJkg-1 物料進入系統(tǒng)輸入的能量物料進入系統(tǒng)輸入的能量物料流出系統(tǒng)輸出的能量物料流出系統(tǒng)輸出的能量 kW35.34602556. 30 . 19 .2708095. 021QQQI kW65.33208056. 30 . 167.503095. 043QQQ

19、OkW7 .1365.33235.346OILQQQ%54. 650.2097 .1367.5039 .2708095. 07 .1331QQQL根據(jù)能量守恒方程，熱量損失為：根據(jù)能量守恒方程，熱量損失為：熱損失占水蒸汽所提供熱量的百分比為熱損失占水蒸汽所提供熱量的百分比為:0.3.3 過程的平衡與速率過程的平衡與速率 過程的平衡過程的平衡 傳熱過程傳熱過程 吸收過程吸收過程 過程的速率過程的速率 過程進行的快慢，傳遞速率。過程進行的快慢，傳遞速率。阻力推動力傳遞速率作業(yè)作業(yè) 將將A，B，C，D四種組分各為四種組分各為0.25（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）的（摩爾分?jǐn)?shù)，下同）的混合溶液，以混合溶液，以10

20、00molh-1的流量送入精餾塔內(nèi)分離，得到的流量送入精餾塔內(nèi)分離，得到塔頂與塔釜兩股產(chǎn)品，其中塔頂產(chǎn)品中包含進料的全部塔頂與塔釜兩股產(chǎn)品，其中塔頂產(chǎn)品中包含進料的全部A組分，組分，96%B組分及組分及4%C組分；全部組分；全部D組分存在于塔釜產(chǎn)組分存在于塔釜產(chǎn)品中。試計算塔頂和塔釜產(chǎn)品的流量及組成。品中。試計算塔頂和塔釜產(chǎn)品的流量及組成。每小時將每小時將200kg過熱氨氣（壓強為過熱氨氣（壓強為1200kPa）從）從95C冷卻、冷卻、冷凝為飽和液氨。已知冷凝溫度為冷凝為飽和液氨。已知冷凝溫度為30C。采用冷凍鹽水為。采用冷凍鹽水為冷凝、冷卻劑，鹽水與冷凝、冷卻劑，鹽水與2C下進入冷凝、冷卻器

21、，離開時下進入冷凝、冷卻器，離開時為為10C。求每小時鹽水的用量。求每小時鹽水的用量。 熱損失忽略不計，數(shù)據(jù)：熱損失忽略不計，數(shù)據(jù)： 95C過熱氨氣的焓：過熱氨氣的焓：1647kJkg-1 ；30C飽和液氨的焓：飽和液氨的焓：323kJkg-1 2C鹽水的焓：鹽水的焓：6.8kJkg-1 ； 10C鹽水的焓：鹽水的焓：34kJkg-1 第第1章章 流體流動流體流動 1.1 流體基本性質(zhì)流體基本性質(zhì) 1.2 流體靜力學(xué)流體靜力學(xué) 1.3 流體動力學(xué)流體動力學(xué) 1.4 流體流動現(xiàn)象流體流動現(xiàn)象 1.5 流體流動阻力流體流動阻力 1.6 管路計算管路計算 1.7 流速與流量的測量流速與流量的測量 第

22、第1 1章章 流體流動流體流動 流體是指一切在應(yīng)力作用下能夠流動、沒有固定流體是指一切在應(yīng)力作用下能夠流動、沒有固定形狀的物體。形狀的物體。氣體與液體，等離子體，膏體（牙膏、熔融的橡氣體與液體，等離子體，膏體（牙膏、熔融的橡膠塑料）、懸浮液（水煤漿）、膠體等。膠塑料）、懸浮液（水煤漿）、膠體等。 流體流動與輸送是最普遍的化工單元操作之一；流體流動與輸送是最普遍的化工單元操作之一； 壓強、流速及流量的測量；壓強、流速及流量的測量； 研究流體流動問題也是研究其他化工單元操作的研究流體流動問題也是研究其他化工單元操作的重要基礎(chǔ)。重要基礎(chǔ)。1.1 流體基本性質(zhì)流體基本性質(zhì)1.1.1 連續(xù)介質(zhì)假定連續(xù)介

23、質(zhì)假定1.1.2 流體的可壓縮性流體的可壓縮性1.1.3 作用在流體上的力作用在流體上的力1.1.4 密度密度1.1.5 剪切力與黏度剪切力與黏度1.1.1 連續(xù)介質(zhì)假定連續(xù)介質(zhì)假定 假定流體是由無數(shù)內(nèi)部緊密相連、彼此間沒有假定流體是由無數(shù)內(nèi)部緊密相連、彼此間沒有間隙的流體質(zhì)點（或微團）所組成的連續(xù)介質(zhì)。間隙的流體質(zhì)點（或微團）所組成的連續(xù)介質(zhì)。質(zhì)點：由大量分子構(gòu)成的微團，其尺寸遠小于設(shè)備質(zhì)點：由大量分子構(gòu)成的微團，其尺寸遠小于設(shè)備 尺寸、遠大于分子自由程。尺寸、遠大于分子自由程。 工程意義：利用連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)工具，從宏觀研究工程意義：利用連續(xù)函數(shù)的數(shù)學(xué)工具，從宏觀研究 流體。流體。高度真空下

24、的氣體不能視為連續(xù)介質(zhì)高度真空下的氣體不能視為連續(xù)介質(zhì)1.1 流體基本性質(zhì)流體基本性質(zhì) 1.1.2 流體的可壓縮性流體的可壓縮性 不可壓縮性流體：流體的體積不隨壓力變化而變不可壓縮性流體：流體的體積不隨壓力變化而變 化，如液體；化，如液體； 可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化，可壓縮性流體：流體的體積隨壓力發(fā)生變化， 如氣體。如氣體。 描述流體可壓縮性的參數(shù)：體積壓縮系數(shù)描述流體可壓縮性的參數(shù)：體積壓縮系數(shù) dpdvv1dpd1 表面力：通過直接接觸而作用于流體表面的力，表面力：通過直接接觸而作用于流體表面的力， 其大小與流體的表面積成正比。其大小與流體的表面積成正比。 壓壓 力：垂直于表

25、面的法向力；力：垂直于表面的法向力；剪切力：平行于表面的切向力。剪切力：平行于表面的切向力。壓力壓力剪切力剪切力1.1.3 作用在流體上的力作用在流體上的力 質(zhì)量力質(zhì)量力: 作用于流體每個質(zhì)點上的力，其大小與流作用于流體每個質(zhì)點上的力，其大小與流 體的質(zhì)量成正比，如重力、離心力等。體的質(zhì)量成正比，如重力、離心力等。1.1.4 密度密度一、密度一、密度 單位體積流體的質(zhì)量。單位體積流體的質(zhì)量。Vmkgm-3 二、單組分密度二、單組分密度),(Tpf 液體液體 密度僅隨溫度變化（極高壓力除外），其變密度僅隨溫度變化（極高壓力除外），其變 化關(guān)系可從手冊中查得?；P(guān)系可從手冊中查得。 氣體氣體 當(dāng)壓

26、力不太高、溫度不太低時，可按理想當(dāng)壓力不太高、溫度不太低時，可按理想 氣體狀態(tài)方程計算：氣體狀態(tài)方程計算： RTpM 注意：手冊中查得的氣體密度均為一定壓力與溫度注意：手冊中查得的氣體密度均為一定壓力與溫度 下之值，若條件不同，則需進行換算。下之值，若條件不同，則需進行換算。三、混合物的密度三、混合物的密度 混合氣體混合氣體 各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有各組分在混合前后質(zhì)量不變，則有 nn2111m 氣體混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)。氣體混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)。 n21, 或或RTpMmm mM混合氣體的平均摩爾質(zhì)量；混合氣體的平均摩爾質(zhì)量； nn2211myMyMyMMn21,yyy氣體混合

27、物中各組分的摩爾氣體混合物中各組分的摩爾( (體積體積) )分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)。 混合液體混合液體 假設(shè)各組分在混合前后體積不變，則有假設(shè)各組分在混合前后體積不變，則有 nn2211m1 aaan21,aaa液體混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。液體混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 四、四、比容（比體積）比容（比體積）單位質(zhì)量流體具有的體積，是密度的倒數(shù)。單位質(zhì)量流體具有的體積，是密度的倒數(shù)。 1mVvm3kg-1 一、一、 牛頓黏性定律牛頓黏性定律 yuAFdd或或yuddFuududy式中：式中：F內(nèi)摩擦力，內(nèi)摩擦力，N； 剪應(yīng)力，剪應(yīng)力，Pa； 法向速度梯度，法向速度梯度，s-1； 比例系數(shù)，稱為流體的黏度，

28、比例系數(shù)，稱為流體的黏度，Pas 。 yudd1.1.5 剪切力與黏度剪切力與黏度牛頓型流體：剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系符合牛頓牛頓型流體：剪應(yīng)力與速度梯度的關(guān)系符合牛頓 黏性定律的流體；黏性定律的流體；非牛頓型流體：不符合牛頓黏性定律的流體。非牛頓型流體：不符合牛頓黏性定律的流體。 二、二、流體的黏度流體的黏度 （動力黏度（動力黏度） 1. .黏度的物理意義黏度的物理意義 流體流動時在與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生流體流動時在與流動方向垂直的方向上產(chǎn)生單位速度梯度所需的剪應(yīng)力。單位速度梯度所需的剪應(yīng)力。),(Tpf 液體液體 :)(Tf T 氣體氣體 : 一般一般)(Tf T 超高壓超高壓),(Tp

29、f p 黏度的物理本質(zhì)黏度的物理本質(zhì)：分子間的引力和分子的運動與碰撞。分子間的引力和分子的運動與碰撞。2. 黏度的單位黏度的單位SI制：制：Pas 或或 kgm-1s-1物理制：物理制：P ( (泊）泊） gcm-1s-1 ，cP(厘泊）厘泊）換算關(guān)系換算關(guān)系1cP10-3 Pas3. .運動黏度運動黏度 黏度黏度與密度與密度之比。之比。 m2s-1三、理想流體與實際流體三、理想流體與實際流體 理想流體：黏度為零的流體；理想流體：黏度為零的流體；實際流體或黏性流體：具有黏性的流體。實際流體或黏性流體：具有黏性的流體。【例【例1-1】圖】圖1-2所示間距為所示間距為1m的兩個平面間充滿某種潤的兩

30、個平面間充滿某種潤滑油，可看成牛頓型流體。要把一塊面積為滑油，可看成牛頓型流體。要把一塊面積為0.4m2的薄的薄板以板以20mmin-1的速度在油中拖動，問需要多大的力？的速度在油中拖動，問需要多大的力？已知潤滑油的黏度為已知潤滑油的黏度為0.0063Pas。解解:1 = 0.0063 (20 60) 0.33 = 0.00636Pa 2 = 0.0063 (20 60) 0.67 = 0.00313PaF1 = 1A = 0.9168 0.4 = 0.002547N F2 = 2A = 0.4728 0.4 = 0.00125N F = F1 + F2 = 0.00379N1.3 流體動力學(xué)

31、流體動力學(xué)1.3.1 流體的流量與流速流體的流量與流速 1.3.2 定態(tài)流動與非定態(tài)流動定態(tài)流動與非定態(tài)流動1.3.3 定態(tài)流動系統(tǒng)的質(zhì)量衡算定態(tài)流動系統(tǒng)的質(zhì)量衡算 連續(xù)性方程連續(xù)性方程 1.3.4 定態(tài)流動系統(tǒng)的機械能衡算定態(tài)流動系統(tǒng)的機械能衡算 柏努利方程柏努利方程 1.3 流體動力學(xué)流體動力學(xué) 1. 體積流量體積流量 單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體體積。單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體體積。 qvm3s-1或或m3h-1 2. 2.質(zhì)量流量質(zhì)量流量 單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體質(zhì)量。單位時間內(nèi)流經(jīng)管道任意截面的流體質(zhì)量。 qmkgs-1或或kgh-1。 vmqq二者關(guān)系：二者關(guān)系：

32、一、流量一、流量1.3.1 流體的流量與流速流體的流量與流速二、流速二、流速2. 2. 質(zhì)量流速質(zhì)量流速 單位時間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量。單位時間內(nèi)流經(jīng)管道單位截面積的流體質(zhì)量。1.1. 流速流速 （平均平均流速）流速）單位時間內(nèi)流體質(zhì)點在流動方向上所流經(jīng)的距離。單位時間內(nèi)流體質(zhì)點在流動方向上所流經(jīng)的距離。 Aquvkgm-2s-1uAqAqGvm流量與流速的關(guān)系：流量與流速的關(guān)系： GAuAqqvmms-1 1.3.2 定態(tài)流動與非定態(tài)流動定態(tài)流動與非定態(tài)流動定態(tài)流動：各截面上的溫度、壓力、流速等物理量定態(tài)流動：各截面上的溫度、壓力、流速等物理量僅隨位置變化，而不隨時間變化；僅隨位置

33、變化，而不隨時間變化； 非定態(tài)流動：流體在各截面上的有關(guān)物理量既隨位非定態(tài)流動：流體在各截面上的有關(guān)物理量既隨位置變化，也隨時間變化。置變化，也隨時間變化。),(,zyxfupT ),(,tzyxfupT1.3.3 定態(tài)流動系統(tǒng)的質(zhì)量衡算定態(tài)流動系統(tǒng)的質(zhì)量衡算 連續(xù)性方程連續(xù)性方程 對于定態(tài)流動系統(tǒng)，在對于定態(tài)流動系統(tǒng)，在管路中流體沒有增加和漏失管路中流體沒有增加和漏失的情況下：的情況下： m2m1qq222111AuAu推廣至任意截面推廣至任意截面 常數(shù)uAAuAuq222111m連續(xù)性方程連續(xù)性方程11 2 2常數(shù)uAAuAuq2211v不可壓縮性流體，不可壓縮性流體，.Const 圓形管

34、道圓形管道 ：2121221 ddAAuu 即不可壓縮流體在管路中任意截面的流速與即不可壓縮流體在管路中任意截面的流速與管內(nèi)徑的平方成反比管內(nèi)徑的平方成反比 。如何根據(jù)上面公式確定管徑如何根據(jù)上面公式確定管徑?對一般液體對一般液體,u=0.5-3ms-1, 氣氣體的體的u=5-15ms-1【例例1-6】 如附圖所示，管路由一段如附圖所示，管路由一段894mm的的管管1和一段和一段1084mm的管的管2和兩段和兩段573.5mm的的分支管分支管3a及及3b連接而成。若水以連接而成。若水以910-3m3s-1的體積的體積流量流動，且在兩段分支管內(nèi)的流量相等，試求水流量流動，且在兩段分支管內(nèi)的流量相

35、等，試求水在各段管內(nèi)的速度。在各段管內(nèi)的速度。 3a123b1.3.4 定態(tài)流動系統(tǒng)的機械能衡算定態(tài)流動系統(tǒng)的機械能衡算 柏努利方程柏努利方程 一、一、理想流體理想流體的機械能衡算的機械能衡算p2, u2p1, u1z1z211 22 00 衡算范圍：衡算范圍：1-1、2-2截面以及截面以及管內(nèi)壁所圍成的空間管內(nèi)壁所圍成的空間衡算基準(zhǔn)：衡算基準(zhǔn)：1kg流體流體基準(zhǔn)面：基準(zhǔn)面：0-0水平面水平面（1）位能）位能 流體受重力作用在不同高度所具有的能量。流體受重力作用在不同高度所具有的能量。 1kg的流體所具有的位能為的流體所具有的位能為zg（Jkg-1）。 （2）動能）動能 1kg的流體所具有的動

36、能為的流體所具有的動能為 ( (Jkg-1) 221u（3）靜壓能）靜壓能 靜壓能靜壓能= pVAVpAFl 1kg的流體所具有的靜壓能為的流體所具有的靜壓能為 pmpV (Jkg-1) 222212112121pugzpugz （1）柏努利方程式柏努利方程式 22222112112121 pugzpugz 不可壓縮性流體，不可壓縮性流體，.Const 式（式（1）為以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn)的機械能衡）為以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn)的機械能衡算式，各項單位均為算式，各項單位均為Jkg-1。根據(jù)能量守恒原則，必有根據(jù)能量守恒原則，必有g(shù)pugzgpugz 222212112121 將將(1)(1)式各項同除

37、重力加速度式各項同除重力加速度g :（2）式中各項單位為式中各項單位為mNJkgNkgJ11 -1式（式（2）即為以單位重量的流體為基準(zhǔn)的機械能衡算式。）即為以單位重量的流體為基準(zhǔn)的機械能衡算式。z 位壓頭位壓頭gu22動壓頭動壓頭gp 靜壓頭靜壓頭總壓頭總壓頭二、二、實際流體實際流體的機械能衡算的機械能衡算Wep2,u2p1,u1221100z2z1（2）外功）外功(有效功有效功) 1kg流體從流體輸送機械獲得的能量為流體從流體輸送機械獲得的能量為We (Jkg-1)。（1）能量損失）能量損失設(shè)設(shè)1kg流體損失的能量為流體損失的能量為hf（Jkg-1）。）。 f222212112121hpu

38、gzWpugzef222212112121HgpugzHgpugze（3）（4）或或gWHee ghHff其中其中 He外加壓頭或有效壓頭，外加壓頭或有效壓頭，m;Hf壓頭損失，壓頭損失，m。三、三、 柏努利方程的討論柏努利方程的討論 （1 1）若流體處于靜止，）若流體處于靜止，u=0，hf=0，We=0，則柏，則柏努利方程變?yōu)榕匠套優(yōu)?說明柏努利方程既表示流體的運動規(guī)律，也說明柏努利方程既表示流體的運動規(guī)律，也表示流體靜止?fàn)顟B(tài)的規(guī)律表示流體靜止?fàn)顟B(tài)的規(guī)律 。 2211pgzpgz （2）理想流體在流動過程中任意截面上總機械能、）理想流體在流動過程中任意截面上總機械能、總壓頭為常數(shù)，即總壓

39、頭為常數(shù)，即Const.212 puzgConst.212 gpugz gu221gu222gp1gp2Hz2210 We、hf 在兩截面間單位質(zhì)量流體獲得在兩截面間單位質(zhì)量流體獲得或消耗的能量?；蛳牡哪芰?。（3）zg、 、 某某截面上單位質(zhì)量流體所截面上單位質(zhì)量流體所具有的位能、動能和靜壓能具有的位能、動能和靜壓能 ； p221u有效功率有效功率 ：emeWqN 軸功率軸功率( (電機輸入離電機輸入離心泵的功率）心泵的功率） ： eNN （4）柏努利方程式柏努利方程式適用于不可壓縮性流體。適用于不可壓縮性流體。 對于可壓縮性流體，當(dāng)對于可壓縮性流體，當(dāng) 時，仍可時，仍可用該方程計算，但式中

40、的密度用該方程計算，但式中的密度應(yīng)以兩截面的平均應(yīng)以兩截面的平均密度密度m代替。代替。%20121 ppp四、四、柏努利方程的應(yīng)用柏努利方程的應(yīng)用 管內(nèi)流體的流量；管內(nèi)流體的流量； 輸送設(shè)備的功率；輸送設(shè)備的功率； 管路中流體的壓力；管路中流體的壓力； 容器間的相對位置等。容器間的相對位置等。利用柏努利方程與連續(xù)性方程，可以確定：利用柏努利方程與連續(xù)性方程，可以確定：（1）根據(jù)題意畫出流動系統(tǒng)的示意圖，標(biāo)明流體的根據(jù)題意畫出流動系統(tǒng)的示意圖，標(biāo)明流體的流動方向，定出上、下游截面，明確流動系統(tǒng)的衡流動方向，定出上、下游截面，明確流動系統(tǒng)的衡算范圍算范圍 ；（2）位能基準(zhǔn)面的選取位能基準(zhǔn)面的選取

41、必須與地面平行；必須與地面平行； 宜于選取兩截面中位置較低的截面；宜于選取兩截面中位置較低的截面； 若截面不是水平面，而是垂直于地面，則基準(zhǔn)面若截面不是水平面，而是垂直于地面，則基準(zhǔn)面應(yīng)選過管中心線的水平面。應(yīng)選過管中心線的水平面。 （4）各物理量的單位應(yīng)保持一致，壓力表示方法也各物理量的單位應(yīng)保持一致，壓力表示方法也應(yīng)一致，即同為絕壓或同為表壓。應(yīng)一致，即同為絕壓或同為表壓。 （3）截面的選?。┙孛娴倪x取 與流體的流動方向相垂直；與流體的流動方向相垂直； 兩截面間流體應(yīng)是定態(tài)連續(xù)流動；兩截面間流體應(yīng)是定態(tài)連續(xù)流動； 截面宜選在已知量多、計算方便處。截面宜選在已知量多、計算方便處。 【例例1-

42、7】 如附圖所示，從高位槽向塔內(nèi)進料，高如附圖所示，從高位槽向塔內(nèi)進料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔內(nèi)的壓力均為大氣壓。位槽中液位恒定，高位槽和塔內(nèi)的壓力均為大氣壓。hpa送液管為送液管為452.5mm的鋼管，的鋼管，要求送液量為要求送液量為3.6m3h-1。設(shè)料液。設(shè)料液在管內(nèi)的壓頭損失為在管內(nèi)的壓頭損失為1.2m（不（不包括出口能量損失），試問高包括出口能量損失），試問高位槽的液位要高出進料口多少位槽的液位要高出進料口多少米？米？ m/s796. 004. 036006 . 344, 0, 0, 0, 0212122212121f22221211dqAquhzzHuppHgpugzHgpu

43、gzvvee m23. 12 . 1796. 08 . 921212f22Hugh 【例例1-8】 在在453mm的管路上裝一文丘里的管路上裝一文丘里管，文丘里管的上游接一壓力表，其讀數(shù)為管，文丘里管的上游接一壓力表，其讀數(shù)為137.5kPa，壓力表軸心與管中心的垂直距離為，壓力表軸心與管中心的垂直距離為0.3m，管內(nèi)水的流速為，管內(nèi)水的流速為1.3ms-1，文丘里管的喉徑，文丘里管的喉徑為為10mm。文丘里喉部接一內(nèi)徑為。文丘里喉部接一內(nèi)徑為20mm的玻璃管，的玻璃管，玻璃管的下端插入水池中，池內(nèi)水面到管中心的玻璃管的下端插入水池中，池內(nèi)水面到管中心的垂直距離為垂直距離為3m。若將水視為理想

44、流體，試判斷池。若將水視為理想流體，試判斷池中水能否被吸入管中。若能吸入，再求每小時吸中水能否被吸入管中。若能吸入，再求每小時吸入的水量為多少立方米？入的水量為多少立方米？3.0m1120.3m200ukPa14.54 m/s,77.1910393 . 1m/s3 . 10, 00 kPa,44.1403 . 08 . 91000137500021212222112121f1f22221211pdduuuzzHHpHgpugzHgpugzee/hm96. 7/sm1021. 203. 7402. 0m/s03. 7kPa14.54, 0, 0m3, 0, 0, 0 21213332222002

45、0ff22220200AuquppuzzHHHgpugzHgpugzveekPa14.54, 0 0m52. 28 . 910001014.5432000322ppgpzgpz 【例例1-9】 用水吸收混合氣中氨的常壓逆流吸收流用水吸收混合氣中氨的常壓逆流吸收流程如附圖所示。用泵將敞口水池中的水輸送至吸收程如附圖所示。用泵將敞口水池中的水輸送至吸收塔塔頂，并經(jīng)噴嘴噴出，水流量為塔塔頂，并經(jīng)噴嘴噴出，水流量為35m3h-1。泵的。泵的入口管為入口管為1084mm無縫鋼管，出口管為無縫鋼管，出口管為763 3mm無縫鋼管。池中水深為無縫鋼管。池中水深為1.5m，池底至，池底至塔頂噴嘴入口處的垂直距

46、離為塔頂噴嘴入口處的垂直距離為20m。水流經(jīng)所有管。水流經(jīng)所有管路的能量損失為路的能量損失為42Jkg-1（不包括噴嘴），噴嘴入（不包括噴嘴），噴嘴入口處的表壓為口處的表壓為34kPa。設(shè)泵的效率為。設(shè)泵的效率為60%，試求泵，試求泵所需的功率。所需的功率。 （水密度以（水密度以1000kgm-3計）計） 20m1.5m氣體氣體 KW221. 4W42216 . 036001000355 .260J/kg5 .260kPa34m/s526. 207. 03600435, 0m20,m5 . 1,J/kg42 , 02121ee2222121f1f22221211mveqWNWpAquuzzhp

47、hpugzWpugz作業(yè)：作業(yè)：1-4、1-51.4.1 流體的流動型態(tài)流體的流動型態(tài) 1.4.2 流體在圓管內(nèi)的速度分布流體在圓管內(nèi)的速度分布1.4.3 流體流動邊界層流體流動邊界層1.4 流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1.4.1 流體的流動型態(tài)流體的流動型態(tài)(Flash)(Flash) 一、雷諾實驗一、雷諾實驗1.4 流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 層流（或滯流）：流體質(zhì)點僅沿著與管軸平行的層流（或滯流）：流體質(zhì)點僅沿著與管軸平行的方向作直線運動，質(zhì)點無徑向脈動，質(zhì)點之間互不方向作直線運動，質(zhì)點無徑向脈動，質(zhì)點之間互不混合；混合； 湍流（或紊流）湍流（或紊流） ：流體質(zhì)點除了

48、沿管軸方向向前：流體質(zhì)點除了沿管軸方向向前流動外，還有徑向脈動，各質(zhì)點的速度在大小和方流動外，還有徑向脈動，各質(zhì)點的速度在大小和方向上都隨時變化，質(zhì)點互相碰撞和混合。向上都隨時變化，質(zhì)點互相碰撞和混合。二、二、流型判據(jù)流型判據(jù)雷諾準(zhǔn)數(shù)雷諾準(zhǔn)數(shù) udRe 無因次數(shù)群無因次數(shù)群1. 判斷流型判斷流型Re2000時，流動為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；時，流動為層流，此區(qū)稱為層流區(qū)；Re4000時，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；時，一般出現(xiàn)湍流，此區(qū)稱為湍流區(qū)；2000Re90o 前彎葉片前彎葉片 0 b、r、 , 則則H Q ，則，則H （線性規(guī)律）（線性規(guī)律）（3）理論壓頭）理論壓頭H 與流體的性質(zhì)無關(guān)

49、與流體的性質(zhì)無關(guān)（4）H與與H 的差距的差距葉片間環(huán)流；阻力損失；沖擊葉片間環(huán)流；阻力損失；沖擊損失損失二、離心泵的主要性能參數(shù)二、離心泵的主要性能參數(shù)1. ( (葉輪葉輪) )轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n： 10003000rpm；2900rpm常見常見 2. ( (體積體積) )流量流量Q: : m3h-1，與葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)，與葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān) 3. 壓頭（揚程）壓頭（揚程）H： 1N流體通過泵獲得的機械能。流體通過泵獲得的機械能。JN-1=m 與與Q、葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和、葉輪結(jié)構(gòu)、尺寸和n有關(guān)有關(guān)。 Hz4. 軸功率軸功率N： 單位時間單位時間原動原動機輸入泵軸的能量機輸入泵軸的能量有效功

50、率有效功率Ne：單位時間液體獲得的能量單位時間液體獲得的能量5. 效率效率 ： = = Ne e/ /N 100%容積損失（容積損失（0.85-0.95），水力損失），水力損失（0.8-0.9），機械損失（），機械損失（0.96-0.99）三、離心泵的性能曲線三、離心泵的性能曲線HQNQ Q廠家實驗測定廠家實驗測定產(chǎn)品說明書產(chǎn)品說明書 20 C清水清水離心泵特性曲線離心泵特性曲線n一定一定說明：說明：HQ曲線，曲線，Q ，H 。Q 很小時可能例外很小時可能例外NQ曲線：曲線：Q ，N 。大流量大流量大電機大電機關(guān)閉出口閥啟動泵關(guān)閉出口閥啟動泵，啟動電流最小，啟動電流最小 Q曲線曲線 ：?。盒

51、 ， ；大大Q ， 。 maxmax泵的銘牌泵的銘牌與與 maxmax對應(yīng)的性能參數(shù)對應(yīng)的性能參數(shù)選型時選型時 maxmax四、離心泵特性的影響因素四、離心泵特性的影響因素 1. 流體的性質(zhì)（轉(zhuǎn)速不變）：流體的性質(zhì)（轉(zhuǎn)速不變）：密度：密度： , (NQ、NeQ) （HQ， Q）與）與 無關(guān)；無關(guān)；黏度：黏度： ，（，（HQ， Q） ；N Q 運動黏度小于運動黏度小于210-5m2s-1時，如汽油，煤油，輕柴時，如汽油，煤油，輕柴油等，則黏度對特性曲線的影響可以忽略。油等，則黏度對特性曲線的影響可以忽略。工作流體工作流體20水差別大水差別大參數(shù)和曲線變化參數(shù)和曲線變化 2. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速比例定律（速

52、度三角形相似、效率相同）比例定律（速度三角形相似、效率相同） n 20%以內(nèi)以內(nèi)3. 葉輪直徑葉輪直徑切割定律切割定律D - 5%以內(nèi)以內(nèi)假設(shè)假設(shè)：（：（1）液體離開葉輪的速度三角形相似；）液體離開葉輪的速度三角形相似； （2）葉輪出口截面積不變；）葉輪出口截面積不變； （3）離心泵的效率相同）離心泵的效率相同【例【例2-1】 離心泵特性曲線的測定，圖為測定離離心泵特性曲線的測定，圖為測定離心泵特性曲線的實驗裝置。實驗介質(zhì)為心泵特性曲線的實驗裝置。實驗介質(zhì)為20oC的水。的水。實驗中已測出如下一組數(shù)據(jù)：流量：實驗中已測出如下一組數(shù)據(jù)：流量：16Ls-1；泵軸；泵軸的扭矩：的扭矩：20Nm；轉(zhuǎn)速

53、：；轉(zhuǎn)速：2900r min-1；泵出口處表；泵出口處表壓：壓：2.5105Pa；泵入口處真空度：；泵入口處真空度：2.7104Pa；吸；吸入管內(nèi)徑：入管內(nèi)徑：100mm；排出管內(nèi)徑：；排出管內(nèi)徑：90mm ；兩測壓；兩測壓點間的垂直距離：點間的垂直距離：100mm。試計算在此輸送條件下。試計算在此輸送條件下泵的壓頭、軸功率和效率。泵的壓頭、軸功率和效率。 離心泵性能測定裝置離心泵性能測定裝置21 ,2222112122fHgpzguHgpzgum1 . 012 zzPa1070. 241pPa1050. 252pm1 . 01dm09. 02d123211sm03. 21 . 0101644

54、/dQu123222sm51. 209. 0101644/dQu021 ,fH解：在截面解：在截面1-1和和2-2之間列柏努利方程式之間列柏努利方程式其中其中（表壓）（表壓） （表壓）（表壓） 兩測壓點間的管路很短，可認(rèn)為兩測壓點間的管路很短，可認(rèn)為m4 .2881. 9203. 251. 281. 910001070. 21050. 21 . 02245HMN mN20M1srad6 .3036029002602nW60726 .30320N%4 .73607281. 9100010164 .283NgHQNNe故泵的壓頭故泵的壓頭H為為泵的軸功率泵的軸功率為為其中其中故故 泵的效率泵的效率

55、 外加壓頭外加壓頭Q ，Hf ，H H Q管路特性管路特性( (方程方程) )管路流量管路流量所所需外加壓頭需外加壓頭管路壓頭損失管路壓頭損失一、一、管路特性曲線管路特性曲線2.2.3 離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)問題：問題： 工作時，工作時，Q, H, N, =?于是于是管路特性方程管路特性方程( (曲線曲線) )說明：說明：曲線在曲線在H 軸上截距；軸上截距； 管路所需最小外加壓頭管路所需最小外加壓頭 阻力平方區(qū)，阻力平方區(qū)， 與與Q無關(guān)，并忽略動能差無關(guān)，并忽略動能差其中其中高阻管路，曲線較陡；低阻管路曲線較平緩。高阻管路，曲線較陡；低阻管路曲線較平緩。 管路特性系數(shù)

56、管路特性系數(shù)管路管路&流體一定流體一定Q令令二、離心泵的工作點二、離心泵的工作點泵的泵的HQ與管路的與管路的HQ曲線的交點曲線的交點說明說明工作點工作點泵的特性泵的特性 & 管路的特性管路的特性工作點確定：工作點確定： 聯(lián)解兩特性方程聯(lián)解兩特性方程作圖，兩曲線交點作圖，兩曲線交點泵裝于管路泵裝于管路工作點工作點 （H, ,Q) )Q= =泵供流量泵供流量= =管的流量管的流量H= =泵供壓頭泵供壓頭= =流體得到的壓頭流體得到的壓頭工作點工作點（Q, ,H, ,N, , ） 泵的實際工作狀態(tài)泵的實際工作狀態(tài)三、離心泵的流量調(diào)節(jié)三、離心泵的流量調(diào)節(jié) 改變改變流量流量改變泵的特性改

57、變泵的特性改變工作點改變工作點改變改變管路特性管路特性1. 改變出口閥開度改變出口閥開度管路特性管路特性關(guān)小出口閥關(guān)小出口閥 le e H ，Q 管特線變陡管特線變陡 工作點左上移工作點左上移開大出口閥開大出口閥 le e H ，Q 管特線變緩管特線變緩 工作點右下移工作點右下移便于操作，但人為增加管路阻力來適應(yīng)泵的特性，便于操作，但人為增加管路阻力來適應(yīng)泵的特性，使泵在低效率點工作。使泵在低效率點工作。n 泵泵HQ曲線上移曲線上移 工作點右上移，工作點右上移， H ，Q 3. 車削葉輪直徑車削葉輪直徑 葉輪直徑只能減小不能增加，此調(diào)節(jié)方法不方葉輪直徑只能減小不能增加，此調(diào)節(jié)方法不方便，調(diào)節(jié)范

58、圍有限。便，調(diào)節(jié)范圍有限。2. 改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速改變泵的特性改變泵的特性該方法合理，經(jīng)濟，節(jié)能，能使泵在高效區(qū)工作。該方法合理，經(jīng)濟，節(jié)能，能使泵在高效區(qū)工作。【例【例2-2】 將濃度為將濃度為95%的硝酸自常壓罐輸送至常壓設(shè)備的硝酸自常壓罐輸送至常壓設(shè)備中去，要求輸送量為中去，要求輸送量為36m3h-1, 液體的揚升高度為液體的揚升高度為7m。輸送輸送管路由內(nèi)徑為管路由內(nèi)徑為80mm的鋼化玻璃管構(gòu)成，總長為的鋼化玻璃管構(gòu)成，總長為160m（包包括所有局部阻力的當(dāng)量長度）。現(xiàn)采用某種型號的耐酸泵，括所有局部阻力的當(dāng)量長度）?，F(xiàn)采用某種型號的耐酸泵，其性能列于本題附表中。問：其性能列于本

59、題附表中。問：(1)該泵是否合用？該泵是否合用？(2)實際的實際的輸送量、壓頭、效率及功率消耗各為多少？輸送量、壓頭、效率及功率消耗各為多少？ Q(L/s) 03691215H(m) 19.51917.9 16.5 14.412 (%) 01730424644已知：酸液在輸送溫度下粘度為已知：酸液在輸送溫度下粘度為1.15 10-3Pa s；密度為；密度為1545kg m-3。摩擦系數(shù)可取為。摩擦系數(shù)可取為0.015。fHgpzguHgpzgu22221121220)(0,7, 0212121u，uppmzz表壓122sm99. 1080. 0785. 03600364dQum06. 681.

60、 9299. 108. 0160015. 0222gudllHefm06.1306. 6711fHzzH解：（解：（1）對于本題，管路所需要壓頭通過在儲）對于本題，管路所需要壓頭通過在儲槽液面（槽液面（1-1）和常壓設(shè)備液面（）和常壓設(shè)備液面（2-2）之間列柏）之間列柏努利方程求得：努利方程求得：式中式中管內(nèi)流速：管內(nèi)流速：管路壓頭損失：管路壓頭損失： 管路所需要的壓頭：管路所需要的壓頭：206058. 07QHe（2 2）實際的輸送量、功率消耗和效率取決于泵的工）實際的輸送量、功率消耗和效率取決于泵的工作點，而工作點由管路物特性和泵的特性共同決定。作點，而工作點由管路物特性和泵的特性共同決定。由柏努利方程可