第一章 總結(jié)及練習(xí)1

1、1一、一、 小結(jié)小結(jié) 1. 重要概念重要概念 2. 重要公式重要公式 3. 重要儀表與設(shè)備重要儀表與設(shè)備二、二、 練習(xí)練習(xí) 例例1. 軸功的計(jì)算軸功的計(jì)算 例例2. 流向判斷流向判斷 例例3. 高度的計(jì)算高度的計(jì)算 例例4. 流速的計(jì)算流速的計(jì)算 例例5. 復(fù)雜管路的計(jì)算復(fù)雜管路的計(jì)算第一章第一章 流體流動(dòng)（總結(jié)）流體流動(dòng)（總結(jié)）21. 重要概念重要概念質(zhì)點(diǎn)、連續(xù)性假定；質(zhì)點(diǎn)、連續(xù)性假定；定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)；定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)；歐拉法、拉格朗日法、系統(tǒng)與控制體；歐拉法、拉格朗日法、系統(tǒng)與控制體；表壓、絕壓、真空度與等壓面；表壓、絕壓、真空度與等壓面；黏性的物理本質(zhì)；黏性的物理本質(zhì)；理想流體

2、和實(shí)際流體的區(qū)別；理想流體和實(shí)際流體的區(qū)別；可壓縮與不可壓縮流體區(qū)別；可壓縮與不可壓縮流體區(qū)別；牛頓流體和非牛頓流體的區(qū)別；牛頓流體和非牛頓流體的區(qū)別；伯努利方程的物理意義；伯努利方程的物理意義；層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別；層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別；雷諾數(shù)的物理意義雷諾數(shù)的物理意義 泊謖葉方程；泊謖葉方程；量綱分析實(shí)驗(yàn)研究方法的主要步驟量綱分析實(shí)驗(yàn)研究方法的主要步驟 摩擦系數(shù)；摩擦系數(shù)； 第一章小結(jié)第一章小結(jié)3邊界層概念和邊界層脫體邊界層概念和邊界層脫體當(dāng)量長度與局部阻力系數(shù)；當(dāng)量長度與局部阻力系數(shù)；孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)；孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)；非牛頓流體的特性非牛頓流體的特性(塑性、假塑

3、性與漲塑性）塑性、假塑性與漲塑性）42. 重要公式重要公式（1）流體靜力學(xué)方程）流體靜力學(xué)方程（2）質(zhì)量守恒）質(zhì)量守恒 方程方程222111uAuA2211uAuA222121udud-穩(wěn)定流動(dòng)穩(wěn)定流動(dòng)-不可壓縮流體不可壓縮流體 -圓管內(nèi)圓管內(nèi)（3）機(jī)械能衡算式）機(jī)械能衡算式fehugpgzhupgz2222222111feHgugpzHgugpz22222221112)(2udllhiifdGduReRe64dfRe,層流層流湍流湍流2211pgzpgz232dulhf5(4)其他重要公式其他重要公式流量測量流量測量dydut-牛頓粘性定律牛頓粘性定律71max1Rruu-湍流速度分布湍流速

4、度分布22max1Rruumax21uu -層流層流25. 0Re3164. 0-光滑管內(nèi)流體湍流流動(dòng)的摩擦系數(shù)光滑管內(nèi)流體湍流流動(dòng)的摩擦系數(shù)igRu2-皮托管皮托管-孔板流量計(jì)孔板流量計(jì)-轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)AgRCu200fffRAgVCu)(20)()(AfBBfAVAVBqqmax82. 0uu Ade4-當(dāng)量直徑當(dāng)量直徑6 第一章小結(jié)第一章小結(jié)3. 重要儀表與設(shè)備重要儀表與設(shè)備（1）壓差計(jì)結(jié)構(gòu)及測量原理）壓差計(jì)結(jié)構(gòu)及測量原理（2）流量計(jì)結(jié)構(gòu)及測量原理）流量計(jì)結(jié)構(gòu)及測量原理U型管壓差計(jì)型管壓差計(jì)雙液雙液U管微壓差計(jì)管微壓差計(jì)傾斜傾斜U管壓差計(jì)管壓差計(jì)皮托管皮托管孔板流量計(jì)孔板流量計(jì)文丘

5、里管流量計(jì)文丘里管流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)7 第一章第一章 練習(xí)練習(xí)例例1 . 軸功的計(jì)算軸功的計(jì)算管道尺寸為管道尺寸為 114 4mm，流量為流量為85m3/h水在管路中水在管路中流 動(dòng) 時(shí) 的 總 摩 擦 損 失 為流 動(dòng) 時(shí) 的 總 摩 擦 損 失 為10J/kg（不包括出口阻力（不包括出口阻力損失），噴頭處壓力較塔損失），噴頭處壓力較塔內(nèi)壓力高內(nèi)壓力高20kPa，水從塔，水從塔中流入下水道的摩擦損失中流入下水道的摩擦損失可忽略不計(jì)?？珊雎圆挥?jì)。求泵的有效軸功率。求泵的有效軸功率。 2 2 氣氣體體 洗洗滌滌塔塔 5m泵泵氣氣體體 3 3 1m1 1m 1 4 4 0.2m河河水水 廢

6、廢水水池池8解解在 1-1 面和2-2 面間smdquv/68. 2422fehpugzhpugz222212112222226.8210268. 281. 97pphez1=0, u1=0p1=0（表壓）kgJp/77.1181. 92 . 133-3 面與 4-4 面間433gzpgz 2 2 氣氣 體體 洗洗 滌滌 塔塔 5m泵泵氣氣 體體 3 3 1m1 1m 1 4 4 0.2m河河 水水 廢廢 水水 池池9泵泵的的有有效效軸軸功功率率為為：226.82phekgJ /49.9023. 826.823321020ppkgJ /23. 82077.113600/49.90851000e

7、VehqP kWW14. 2213710 1 1 1m 2 4 大氣大氣 2 2 2 4 1m 3 3 喉徑3E1-1 和 4-4 間 2241ugz smu/43. 4181. 924 流體能自動(dòng)從高流體能自動(dòng)從高（機(jī)械能）能位（機(jī)械能）能位流向低流向低（機(jī)械能）能位（機(jī)械能）能位0)(23233 表表pugz解：假設(shè)垂直小管中流體靜止解：假設(shè)垂直小管中流體靜止例例2 流向判斷流向判斷 喉徑內(nèi)徑與水管內(nèi)徑之比為喉徑內(nèi)徑與水管內(nèi)徑之比為0.8。若。若忽略水在管中流動(dòng)時(shí)忽略水在管中流動(dòng)時(shí)的能量損失的能量損失，試判斷垂直小管中水的流向。，試判斷垂直小管中水的流向。42242uddu sm92. 6

8、43. 48 . 01211)(22221表pugz1-1 與 2-2 間 kgJp/13.14292. 6181. 9(22)表)(81. 9)(2222222表表ppuzgEkgJ /32. 4小管中的水自下而上流動(dòng)。小管中的水自下而上流動(dòng)。E2E3133 . 高度的計(jì)算高度的計(jì)算30m160m 2 1如圖所示，有一粘度為1.7cP、密度為765kg/m3的液體，由一高位槽經(jīng)直徑1144mm的鋼管流入一密閉容器中，密閉容器的表壓為1.6 105Pa，流體在管內(nèi)的流速為1.0m/s。如果兩槽液面保持不變，且知閥門的當(dāng)量長度為管內(nèi)徑的50倍，管子的相對(duì)粗糙度為0.002。求：兩液面的垂直距離1

9、430m160m 2 1解解 ：從：從1至至2面列機(jī)械能衡算式面列機(jī)械能衡算式ehgugpz22111fhgugpz22222p1=0，p2=1.6105Pa（表壓）=765kg/m3，H=0u1=u2=0欲求（欲求（z1 z2），只需求出），只需求出hf 即可即可47700107 . 176511024114Re33du由002. 0d又查摩擦系數(shù)圖可得=0.02715gudldlhef215 . 0281. 921150027. 0106. 0190027. 05 . 02 m092. 5fhgppzzz1221 mz4 .26092. 581. 9765106 . 15164 . 流速流

10、速的計(jì)算的計(jì)算如圖所示，有一粘度為1.7cP、密度為765kg/m3的液體，由一高位槽經(jīng)直徑1144mm的鋼管流入一密閉容器中，密閉容器的表壓為1.6 105Pa，兩槽液面的垂直距離為30m。如果兩槽液面保持不變，且知閥門的當(dāng)量長度為管內(nèi)徑的50倍，管子的相對(duì)粗糙度為0.002。求：管路中輸水量的大小30m160m 2 130m17解解：由機(jī)械能衡算式：由機(jī)械能衡算式fhguugppzz221221221guzz2150106. 01905 . 081. 9765106 . 1252168. 807645. 091.932u-方程（方程（1）假設(shè)假設(shè) =0.02，帶入方程（，帶入方程（1）可得

11、）可得u = 2.107(m/s)5310005. 1107 . 1765107. 2106. 0Redu002. 0d又查摩擦系數(shù)圖可得=0.02518再以再以 =0.025帶入方程（帶入方程（1）可得）可得u = 1.892(m/s)4310025. 9107 . 1765892. 1106. 0Redu002. 0d又查摩擦系數(shù)圖可得=0.0254，與=0.025基本相等。最終流速 u = 1.892m/ssmuAqV32210669. 1106. 04892. 1195 . 復(fù)雜管路復(fù)雜管路的計(jì)算的計(jì)算21 O A B pA pB如圖所示，某化工廠用管路如圖所示，某化工廠用管路1和管路

12、和管路2串串聯(lián)，將容器聯(lián)，將容器A中的鹽酸輸送到容器中的鹽酸輸送到容器B內(nèi)。內(nèi)。已知容器已知容器A、B液面上方的表壓分別為液面上方的表壓分別為0.5MPa、0.1MPa，兩容器間的液位差，兩容器間的液位差和管路中所有局部阻力均可以忽略不和管路中所有局部阻力均可以忽略不計(jì)，管壁絕對(duì)粗糙度計(jì)，管壁絕對(duì)粗糙度 =0.5mm。求：求：（1）該串聯(lián)管路的輸送能力；該串聯(lián)管路的輸送能力；（2）由于生產(chǎn)急需，管路輸送能力要）由于生產(chǎn)急需，管路輸送能力要求增加求增加50%，現(xiàn)只有，現(xiàn)只有9根管路根管路3，問用管，問用管路路3分別在分別在1和和2上并聯(lián)，哪個(gè)方案可行？上并聯(lián)，哪個(gè)方案可行？管路管路1（ 57 2

13、.5、長、長50m）管路管路2（ 38 2.5、長、長50m）管路管路3（ 38 2.5、長、長6m）鹽酸鹽酸 = 2.0cP， = 1150 kg/m3 23. 0Re681 . 0d20解：解：（1）在容器在容器A、B的液面間列機(jī)械能衡算式的液面間列機(jī)械能衡算式fBBBAAAhpugzpugz2222代入機(jī)械能衡算式整理得代入機(jī)械能衡算式整理得mdmdmlludludlhmkgkPapkPapuuzzfBABABA033. 0,052. 0,50,22,1150,100,500, 0,212122222211113式中 1723.0576.1222211uu 2483. 2112212uu

14、ddu由連續(xù)性方程21將式（將式（2）代入式（）代入式（1）并化簡得）并化簡得 3716. 9850. 0211u先假設(shè)先假設(shè) 1 和和 2 的初值，代入（的初值，代入（3）式得）式得 u1 ，再代入（，再代入（2）式得）式得u2由由u1 和和u2 分別計(jì)算分別計(jì)算Re1 和和Re2 ，23. 0222223. 011112211Re681 . 0Re681 . 00152. 0335 . 000962. 0525 . 0dddd和以及和結(jié)合可計(jì)算得到可計(jì)算得到 1 和和 2 的新值，以新值代入（的新值，以新值代入（3）式重復(fù)計(jì)算，直至）式重復(fù)計(jì)算，直至前后計(jì)算獲得的前后計(jì)算獲得的 1 和和

15、2 的值基本一致為止，通過如此試差可得：的值基本一致為止，通過如此試差可得：22 u1 =1.32m/s u2 =3.28m/ssmudqV3321211080. 232. 1052. 04141輸送能力（2）方案一：在管路）方案一：在管路1上并聯(lián)一管路上并聯(lián)一管路3，其長也為，其長也為50m321 O A B pA pB222333321111udludl由并聯(lián)管路的特點(diǎn)知代入上式有將mdmdmll033. 0,052. 0,503131 4797. 01313uu222323121444ududud由連續(xù)性方程 5797. 0483. 21312321uuddd的數(shù)值得和、代入23聯(lián)立式（聯(lián)立式（1）、（）、（4）和（）和（5），首先假設(shè)），首先假設(shè) 1 、 2和和 3 的初值進(jìn)的初值進(jìn)行試差計(jì)算，可得行試差計(jì)算，可得 u1 、 u2和和 u3 的數(shù)值的數(shù)值 1723.0576.1222211uu 4797. 01313uu 5797. 0483. 21312uusmusmusmu/78. 0/35