流體-泵與風(fēng)機(jī)

1、流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)張 輝華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)習(xí)對(duì)象、目標(biāo)及課程講解泵與風(fēng)機(jī)電力、石油、化工、水利、輕工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中定性 定量流體性質(zhì)基本規(guī)律運(yùn)行特性定量計(jì)算 流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī) （專(zhuān)題講解） （系統(tǒng)講解）灰渣泵沖灰水泵排粉風(fēng)機(jī)升壓泵凝結(jié)水泵給水泵循環(huán)水泵射水泵疏水泵送風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)蒸汽空氣水流體、流道、泵與風(fēng)機(jī)、系統(tǒng)幾個(gè)數(shù)據(jù)4.733% 廠用電率 80% 泵與風(fēng)機(jī)廠用電比例 13790kW 給水泵功率1400 kW 送風(fēng)機(jī)功率7100 kW 引風(fēng)機(jī)功率流體力學(xué)專(zhuān)題流體的流動(dòng)性和粘性（含管道流動(dòng)損失）流體壓縮/膨脹性（含氣體狀態(tài)方程）流體的速度與壓強(qiáng)關(guān)系（能量守恒）一、流體

2、的流動(dòng)性和粘性流體易流動(dòng)及其控制流體粘性及分離主要由流體種類(lèi)決定:油 水 氣溫度升高時(shí)氣體的熱運(yùn)動(dòng)加劇，故氣體的粘性增大。溫度：溫度升高時(shí)分子距離增大,液體分子間的引力減小，故液體的粘性減小。液體:氣體:通常壓強(qiáng)下，壓強(qiáng)對(duì)粘性影響較小。流體粘性大小如何計(jì)算潤(rùn)滑油摩擦損失？【牛頓/平方米】A: 牛頓流體B: 理想塑性體 (牙膏)C: 擬塑性體 (紙漿)D: 脹流型流體 (油墨)牛頓流體、擬塑性流體和脹流型流體三種物質(zhì)受很小的切應(yīng)力就產(chǎn)生較大的變形速率，且切應(yīng)力-變形速率曲線通過(guò)原點(diǎn)。被稱(chēng)之為不能抵抗切應(yīng)力的真實(shí)流體。流體粘性計(jì)算需要注意的問(wèn)題如何計(jì)算管道流動(dòng)損失？緩變流=沿程損失 變流=局部損失

3、09:27:2514緩變流-沿程損失系數(shù)查表粗糙度雷諾數(shù)09:27:2515急變流-局部損失系數(shù)查表二、流體的壓縮性/膨脹性給水泵進(jìn)出口 水的密度差多少？壓縮性流體受壓體積縮小，密度增大的性質(zhì)。膨脹性流體受熱體積膨脹，密度減小的性質(zhì)?？偟膩?lái)說(shuō)：流體在溫度和壓強(qiáng)變化下，體積的變化。流體的壓縮性和膨脹性（1）液體的可壓縮性系數(shù)（2） 液體的體積模量體積變化（3）體脹系數(shù)給水泵揚(yáng)程H=1.8Mpa體積變化多少？狀態(tài)方程 氣體的體積變化p 變化小：V 和 T 變化大V 變化?。簆 和 T 變化大T 變化?。簆 和 V 變化大P ，V ，T均有較大變化 例子?總的來(lái)說(shuō)，有傳熱和做功兩種方式！絕熱、做功情

4、況下氣體參數(shù)變化09:27:2521絕熱、做功能量方程氣體狀態(tài)方程等熵（絕熱可逆）k=1.4（空氣）壓比p2/p1溫比T2/T115度進(jìn)口下，出口溫度T2典型設(shè)備1.11.03295.95 K，22.95 度通風(fēng)機(jī)152.17624.96 K，351.96 度燃機(jī)壓氣機(jī)503.06881.28 K，608.28 度高壓比壓縮機(jī)注1：T采用開(kāi)氏溫度，即攝氏度+273 注2：等熵非等熵簡(jiǎn)單地差一個(gè)效率！可以忽略的物理參數(shù)變化1、液體的密度 （大多數(shù)情況變化不大）2、氣體的密度 （速度、壓強(qiáng)、溫度變化不大時(shí)）3、以溫度為表征的內(nèi)能（溫度變化不大時(shí)，流體動(dòng)能+壓強(qiáng)勢(shì)能+位勢(shì)能） （溫度變化較大時(shí)，流體

5、機(jī)械能+流體內(nèi)能） 三、流體的速度與壓強(qiáng)關(guān)系流體約束方程連續(xù)性方程動(dòng)量方程伯努利方程質(zhì)量守恒定律能量守恒定律牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律 （1）連續(xù)方程 質(zhì)量守恒定律對(duì)不可壓縮流體質(zhì)量流量qm：kg/s體積流量qv：m3/s只涉及管道某兩個(gè)截面上的流動(dòng)參數(shù)，而不必考慮控制體內(nèi)部的流動(dòng)狀態(tài)如果控制體和管壁被大氣壓包圍，不用考慮大氣壓力的作用 （2）動(dòng)量方程 牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律如圖所示，相對(duì)密度為0.83的油水平射向直立的平板， 已知v020m/s，求支撐平板所需的力F。 0.83*1000*20*PI*0.0025/4*20=651.88 牛 例題（1）圓周方向速度變化，假設(shè)：5 m/s流量假設(shè)：1kg/s圓周方向速度（例如50 m/s）葉片與流體間功的交換大致為多少？葉片受力方向 例題（2）流體簡(jiǎn)單流動(dòng)過(guò)程涉及的能量種類(lèi)：內(nèi)能、機(jī)械能（動(dòng)能，位勢(shì)能，壓強(qiáng)勢(shì)能）忽略?xún)?nèi)能忽略位勢(shì)能（3）伯努利方程 能量守恒定律對(duì)B、A兩點(diǎn)列出伯努利方程皮托管如何測(cè)流體流速？靜壓管皮托管的變型：總靜壓管、靜壓管 文丘里管對(duì)1、2截面列伯努利方程由連續(xù)方程文丘里管乒乓球運(yùn)動(dòng)員的弧旋球。足球運(yùn)動(dòng)員讓皮球劃出美妙的弧線。流水使石塊沿河底移動(dòng)?？耧L(fēng)把瓦從屋頂吹下來(lái)甚至把屋頂掀翻。1911年9月11日， “