流體力學(xué)初講精品課件

1、流體力學(xué)初講第1頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/222主 要 內(nèi) 容1 流體力學(xué)概述2 流體的基本物理性質(zhì)3 伯努利方程4 液體的空化和空蝕現(xiàn)象5 水擊現(xiàn)象第2頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2231 流體力學(xué)概述 一、流體力學(xué)的研究內(nèi)容及研究對象： 流體力學(xué)是力學(xué)的一個重要分支，主要是研究流體的平衡與機械運動規(guī)律及其在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用的一門科學(xué)，即研究流體本身靜止和運動兩個狀態(tài)及流體和固體界壁間有相對運動時的相互作用和流動的規(guī)律。 流體力學(xué)的學(xué)習(xí)是研究泵與風(fēng)機必備的的基礎(chǔ)理論知識，也是熱能與動力工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課

2、。 流體力學(xué)研究對象：研究得最多的是水和空氣。研究內(nèi)容及研究對象第3頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/224 二、流體力學(xué)的發(fā)展史： 1、萌芽：距今約2200年前，希臘學(xué)者阿基米德寫的“論浮體”一文，奠定了流體靜力學(xué)的基礎(chǔ)。以后近千年流體力學(xué)鮮有發(fā)展。 2、主要發(fā)展：17世紀(jì)，帕斯卡法）闡明了靜止流體中壓力的概念，力學(xué)奠基人牛頓（英）提出的牛頓粘性定律。之后，畢托（法）發(fā)明了測量流速的畢托管；歐拉（瑞士）采用了連續(xù)介質(zhì)的概念，把靜力學(xué)中壓力的概念推廣到運動流體中，建立了歐拉方程，伯努利（瑞士）從經(jīng)典力學(xué)的能量守恒出發(fā)伯努利方程。從20世紀(jì)60年代起，流體力

3、學(xué)開始了向其他學(xué)科的互相交叉滲透，使得流體力學(xué)的研究取得了巨大的成就。流體力學(xué)的發(fā)展史第4頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/225 三、流體力學(xué)的應(yīng)用 流體是人類生活和生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的物質(zhì)形式，因此許多科學(xué)技術(shù)部門都和流體力學(xué)有關(guān)。例如水利工程、土木建筑、交通運輸、石油開采、化學(xué)工業(yè)、生物工程等都有大量的流體問題需要應(yīng)用流體力學(xué)的知識來解決。 而與我們息息相關(guān)的：整個發(fā)電系統(tǒng)中沖轉(zhuǎn)汽輪機用的的蒸汽、鍋爐燃燒用的煤氣、冷凝器凝汽用的循環(huán)水以及附近工段的高爐供風(fēng)、制氧及給排水等。流體力學(xué)的發(fā)展史第5頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四20

4、22/9/226 一、流體的概念 1、流體的概念：力學(xué)上把在任何微小剪切力的持續(xù)作用下能夠連續(xù)不斷變形的物質(zhì)，稱為流體。 流體不能抵抗剪切變形，而只能抵抗變形速度，即對變形速度呈現(xiàn)一定的阻力。流體具有的極易變形的這個特性叫做流動性。 因為氣體和液體都具有流動性，習(xí)慣上把液體和氣體合稱為流體。2 流體的基本物理性質(zhì)流體的概念第6頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/227 2、流體和固體的區(qū)別 從力學(xué)分析的意義上看，在于它們對外力抵抗能力的不同: 固體：既能承受壓力，也能承受拉力與抵抗拉伸變形。 流體：只能承受壓力，一般不能承受拉力與抵抗拉伸變形即流體易變形，沒

5、有固定的形狀。流體的概念第7頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/228 3、液體和氣體的區(qū)別和共同點 區(qū)別： (1)氣體易于壓縮；而液體難于壓縮； (2)液體有一定的體積，存在一個自由液面；氣體能充滿任意形狀的容器，無一定的體積，不存在自由液面。 液體和氣體的共同點： 兩者均具有易流動性，即在任何微小切應(yīng)力作用下都會發(fā)生變形或流動，故二者統(tǒng)稱為流體。 氣體與汽體（蒸汽）的區(qū)別：蒸汽易凝結(jié)成液體，氣體較難。流體的概念第8頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/229 二、密度 按照牛頓定律，流體總是力圖保持它的運動狀態(tài)不變，這就

6、是所謂的慣性。慣性的大小是用質(zhì)量來度量的，質(zhì)量越大，慣性就越大。為了便于比較不同流體慣性的大小，通常用密度來表明流體質(zhì)量的密集程度。 流體單位體積內(nèi)所具有的質(zhì)量稱為密度，用希臘字母表示，即 式中 流體的密度，kg/m3； m 流體的質(zhì)量，kg； V 流體的體積，m3。密度第9頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2210 三、重度 根據(jù)萬有引力定律，任何物體之間都有吸引力。地球?qū)ξ矬w的吸引力叫做重力，又稱重量。為了比較不同流體重量的大小，一般用重度來表示。即 式中： 流體的重度，N/m3; G 流體的重量，N; V 流體的體積，m3.流體的密度與重度的關(guān)系 =

7、g重度第10頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2211 四、流量 單位時間內(nèi)通過有效截面的流體體積稱為體積流量，以qv表示。其單位為m3/s、m3/h等。 單位時間內(nèi)通過有效截面的流體質(zhì)量稱為質(zhì)量流量,以qm表示，其單位為kg/s、t/h等。 由于微元流束有效截面上各點的流速V是相等的，所以通過微元流束有效截面積為的體積流量qv和質(zhì)量流量qm分別為： qv=VA (3-16) qm=VA (3-17)流量第11頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2212 五、定常流動和非定常流動 根據(jù)流體的流動參數(shù)是否隨時間而變化，可將

8、流體的流動分為定常流動和非定常流動。圖 流體的出流定常、非定常流動第12頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2213 六、壓縮性與膨脹性 流體的體積隨壓力和溫度而改變。流體所承受的壓力增大時，流體體積縮小的性質(zhì)稱為壓縮性。流體溫度升高時，流體體積增大的性質(zhì)稱為膨脹性。液體壓縮性的大小用壓縮系數(shù)來表示。壓縮系數(shù)表示溫度不變時，單位壓力變化所引起的液體體積相對變化量。 在工程實際計算中，常常忽略壓力變化時體積的改變，而把液體的密度視為常數(shù)。這種液體稱為不可壓縮流體。 液體膨脹性的大小用膨脹系數(shù)來表示。膨脹系數(shù)表示壓力不變時，單位溫度變化所引起的液體體積相對變化量

9、。溫度與壓力的改變，對氣體的體積影響很大。因為壓力及溫度變化時氣體的體積要發(fā)生較大的變化，氣體的密度和重度都不能視為常數(shù)，所以氣體稱為可壓縮流體。壓縮性與膨脹性第13頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2214 七、粘性 流體運動時，在流體層產(chǎn)生內(nèi)摩擦以抵抗流體變形的特性稱為流體的粘性。（作相對運動的流體必須克服粘性的阻礙，因而造成能量的消耗，粘性是引起流體運動能量損失的根本原因）。 流體的粘滯性是指，流體在運動狀態(tài)下抵抗剪切變形能力。流體的剪切變形是指流體質(zhì)點之間出現(xiàn)相對運動。因此，流體的粘滯性是指抵抗流體質(zhì)點之間的相對運動能力。流體抵抗剪切變形能力，可通

10、過流層之間的剪切力表現(xiàn)出來（這個剪切力稱為內(nèi)摩擦力）。流體在流動過程中，必然要克服內(nèi)摩擦力做功，因此流體粘滯性是流體發(fā)生機械能損失的根源。粘性第14頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/22151牛頓內(nèi)摩擦定律由牛頓提出并經(jīng)試驗證明，相鄰兩層流體間內(nèi)摩擦力的大小與兩流體的接觸面積及速度差成正比，與兩層流體間的距離成反比，并與流體種類及溫度有關(guān)，而與流體所承受的壓力無關(guān)。用數(shù)學(xué)式表達為：式中 T流體的內(nèi)摩擦力，N; A流層間的接觸面積，m2； 流體的動力粘度，表征流體種類及溫度影響的一個比例常數(shù)（又稱動力粘滯系數(shù)或絕對粘度）；Pas； 流體的速度梯度，它表示了與

11、流速相垂直的y方向上速度的變化率s-1。粘性第15頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/22162、動力粘度和運動粘度： 動力粘性系數(shù)：又稱絕對粘度、動力粘度、粘度，是反映流體粘滯性大小的系數(shù)。單位：牛秒/米2， N.s/m2 或： 帕秒，Pas注意：各單位間的換算關(guān)系 運動粘性系數(shù)：又稱相對粘度、運動粘度。/ 單位：厘米2/秒，斯，cm2/s； 國際單位：米2/秒， m2/s粘性第16頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2217 八、流體靜力學(xué)及基本方程 凡是流體之間沒有相對運動，就稱為平衡狀態(tài)。流體靜力學(xué)研究流體在平衡狀

12、態(tài)下的力學(xué)規(guī)律及應(yīng)用。 作用在流體上的力有兩大類，即表面力與質(zhì)量力。作用在所取流體分離體表面上的力稱為表面力；作用在流體每一個質(zhì)點上并與質(zhì)量成正比的力，稱為質(zhì)量力，質(zhì)量力又稱為體積力。流體靜力學(xué)基本方程式它表明，在重力作用下的靜止液體中，任意一點的靜壓力p等于自由表面上的壓力p0加上該點的距自由表面的深度h與液體重度的乘積。粘性第17頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2218 九、壓力表示方法 1絕對壓力 當(dāng)流體的靜壓力是以絕對真空為零點算起時，這個壓力值稱為絕對壓力，以字母p表示。 對液體而言，若自由表面上是大氣壓力pa，則液體中某一點的絕對壓力可表示為

13、：壓力表示方法第18頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/22192相對壓力以大氣壓力pa為零點算起的壓力叫做相對壓力。也就是絕對壓力減去當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，便得到相對壓力值，以pg表示絕對壓力等于相對壓力加上大氣壓力，即壓力表示方法第19頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/22203真空如果流體中某點的絕對壓力小于大氣壓力，則稱該處具有真空。真空值是指大氣壓力與絕對壓力的差值，用字母pv表示，即相對壓力與真空值有以下關(guān)系:真空度是指真空值與當(dāng)?shù)卮髿鈮罕戎档陌俜謹(jǐn)?shù)。壓力表示方法第20頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55

14、分，星期四2022/9/2221 十、等壓面及連通器 1等壓面 靜止流體內(nèi)，由靜壓力相等的各點組成的面稱為等壓面。等壓面是水平面。液體等壓面時水平面這一結(jié)論是在靜止、連通及同一種液體這樣三個前提下得到的，任一條件不能滿足，水平面就不是等壓面。 2連通器 連通器是液面以下互相連通的兩個（或幾個）容器。 液面的高度與重度成反比。等壓面及連通器第21頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四連通器液體平衡的三種情況：1） 盛有相同液體和液面上壓力相等的連通器，其液面高度相等，如鍋爐汽包水位計，油箱油位計等；2）盛有相同液體，但液面上壓力不相等的連通器，其液面上的壓力差等于液面差所產(chǎn)生

15、的壓力值，如汽輪機凝汽器的水銀真空計；3）連通器中盛有兩種液體（不相混），但液面上壓力相等自分界面起，液面高度與重度成反比，利用這種關(guān)系可以測定液體的重度或進行液柱高度的換算。等壓面及連通器第22頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四 十一、流動損失 由于流體本身具有粘性，流體流動的邊界又不是十分光滑的，而且還有各種變化導(dǎo)致流動狀態(tài)發(fā)生變化，使流體在流動的過程中收到阻力，即流動阻力。由流動阻力而引起的損失稱為阻力損失。 將流動阻力分為沿程阻力、局部阻力 沿程阻力：液體流動由于粘性使各流層之間以及液體壁面之間產(chǎn)生一定的阻力，這一阻力存在于整個流動過程中，稱為沿程阻力，液體因克

16、服沿程阻力而損失的能量，稱為沿程阻力損失。簡稱沿程損失。 局部阻力：固體邊界在局部地方的突然發(fā)生變化對流動產(chǎn)生的阻力，僅存在于局部范圍內(nèi)，稱為局部阻力。液體因克服局部沿程阻力而損失的能量，稱為局部阻力損失。簡稱局部損失。流動損失第23頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四 減小流動阻力的措施 有兩只途徑，一是改善流體與固體邊界接觸狀況，二是采用添加劑減阻 1）改善固體邊界狀況 增大過流斷面幾何尺寸 減少管長 減少局部管件提高 改善局部管件結(jié)構(gòu)（原則是盡可能避免或減少漩渦的產(chǎn)生或發(fā)展） 2）添加阻垢劑 在流動的液體中加入極少量的添加劑使流動阻力大大減少。流動損失第24頁，共4

17、9頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2225 一、連續(xù)性方程 液流中各個過流斷面上平均流速與斷面面積的乘積均相等，且等于常數(shù)，即 可以看出，同一時間內(nèi)，不同過流斷面處流過的液體體積是相等的。也就是說，斷面大的地方，流速低；斷面小的地方，流速高。 連續(xù)性方程式是質(zhì)量守恒定律在流體力學(xué)中的具體表現(xiàn)形式。伯努利方程3 伯努利方程第25頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2226 二、伯努利方程 液體的能量方程式又稱為伯努利方程式。 已知液流在1、2狀態(tài)下的狀態(tài)參數(shù)（包括速度、壓力和高度），以及從1狀態(tài)過渡到2狀態(tài)時液流的內(nèi)摩擦功hw，可

18、以寫出單位質(zhì)量的實際液體的能量方程式：伯努利方程第26頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2227 三、方程的物理意義和幾何意義 1、物理意義 理想流體微元流束的伯努利方程式左端的物理意義，即第一項z表示單位重量流體所具有的位勢能；第二項p/(g)表示單位重量流體的壓強勢能；第三項V2/(2g) 則表示單位重量流體所具有的動能。 所以該項的物理意義為單位重量流體具有的動能。位勢能、壓強勢能和動能之和稱為機械能。 因此，伯努利方程可敘述為：理想不可壓縮流體在重力作用下作定常流動時，流體所具有的位勢能、壓強勢能和動能之和保持不變，即機械能是一常數(shù)，但位勢能、壓強

19、勢能和動能三種能量之間可以相互轉(zhuǎn)換，所以伯努利方程是能量守恒定律在流體力學(xué)中的一種特殊表現(xiàn)形式。伯努利方程第27頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2228 2、幾何意義 理想流體微元流束的伯努利方程式中，左端幾項表達式的幾何意義，同樣在靜力學(xué)中已有闡述，即第一項z表示單位重量流體的位置水頭，第二項p/(g)表示單位重量流體的壓強水頭，第三項V2/(2g)表示單位重量流體所能垂直上升的最大高度，稱之為速度水頭。位置水頭、壓強水頭和速度水頭之和稱為總水頭。 因此伯努利方程也可敘述為：理想不可壓縮流體在重力作用下作定常流動時，沿同一流線(或微元流束)上各點的單位

20、重量流體所具有的位置水頭、壓強水頭和速度水頭之和保持不變，即總水頭是一常數(shù)。伯努利方程第28頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2229 四、伯努利方程應(yīng)用時需注意的問題 伯努利方程是流體力學(xué)的基本方程之一，與連續(xù)性方程和流體靜力學(xué)方程聯(lián)立，可以全面地解決一維流動的流速(或流量)和壓強的計算問題，用這些方程求解一維流動問題時，應(yīng)注意下面幾點： (1) 選好有效截面，選擇合適的有效截面，應(yīng)包括問題中所求的參數(shù)，同時使已知參數(shù)盡可能多。伯努利方程第29頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2230 (2) 選好基準(zhǔn)面，基準(zhǔn)面原則

21、上可以選在任何位置，但選擇得當(dāng)，可使解題大大簡化，通常選在管軸線的水平面或自由液面，要注意的是，基準(zhǔn)面必須選為水平面。 (3) 求解流量時，一般要結(jié)合一維流動的連續(xù)性方程求解。伯努利方程的p1和p2應(yīng)為同一度量單位，同為絕對壓強或者相對壓強。 (4) 有效截面上的參數(shù)，如速度、位置高度和壓強應(yīng)為同一點的，絕對不許在式中取有效截面上點的壓強，又取同一有效截面上另一點的速度。伯努利方程第30頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四31左圖是利用虹吸管從水庫引水的示意圖。虹吸管噴霧原理 因SA很小，vA增大使PA大于大氣壓，容器內(nèi)流體上升到A處，被高速氣流吹散成霧，這種現(xiàn)象又稱為空

22、吸現(xiàn)象。 ACBhAhBhc如果hAhB0 ，管內(nèi)流速沒有意義。如果管口比水庫面高，在沒有外界幫助下這種定常流動是不可能實現(xiàn)的。虹吸管粗細均勻，選取 A、C 作為參考點。水庫表面遠大于虹吸管截面，由連續(xù)性原理可知VA0，所以此例實質(zhì)為小孔流速問題虹吸管及噴霧原理第31頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2232由伯努利方程畢托管 由上兩式得較適合于測定氣體的流速。 常用如圖示形式的比多管測液體的流速hhBB從U形管中左右兩邊液面高度差可知AA畢托管第32頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2233（測量管道中液體體積流量）

23、如左圖所示。當(dāng)理想流體在管道中作定常流動時，由伯努利方程文丘里流量計 由連續(xù)性原理又 管道中的流速hSASB文丘里流量計第33頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/22344 空化和空蝕現(xiàn)象 一、空化（氣穴） 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強下，水在100開始沸騰，稱為汽化；當(dāng)大氣壓強降低時（如在高原地區(qū)），水將在低于100的溫度下開始沸騰汽化。這一現(xiàn)象表明：作用于水的絕對壓強較低時，水可在較低溫度下發(fā)生汽化。水在某一溫度發(fā)生汽化時的絕對壓強，稱為飽和蒸汽壓強。 空化第34頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2235 由伯努利方程可知，當(dāng)總水

24、頭一定時，水流中某一有效截面上的位置水頭和速度水頭很大時，其相應(yīng)的絕對壓強就低，當(dāng)壓強降低到空氣分離壓pg時，原先以氣核形式（肉眼看不見）溶解在液體中的氣體便開始游離出來，膨脹形成小氣泡；當(dāng)壓強繼續(xù)降低到液體在該溫度下的飽和壓強pv時，液體開始汽化，產(chǎn)生大量的小氣泡。并繼續(xù)產(chǎn)生更多的小氣泡。它們將匯集成較大的氣泡，泡內(nèi)充滿著蒸汽和游離氣體。這種由于壓強降低而產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象稱為空化（氣穴）現(xiàn)象。 空化現(xiàn)象同外界空氣摻入液體中形成的氣泡有本質(zhì)區(qū)別，它是液體的相變（由液態(tài)轉(zhuǎn)化為汽態(tài)）現(xiàn)象?？栈?5頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2236 二、空蝕（汽蝕） 空

25、化產(chǎn)生的氣泡被液流帶走。當(dāng)液流流到下游高壓區(qū)時，氣泡內(nèi)的蒸汽迅速凝結(jié)，汽泡突然潰滅。汽泡潰滅的時間很短，只有幾百分之一秒，而產(chǎn)生的沖擊力卻很大，氣泡潰滅處的局部壓強高達幾個甚至幾十兆帕，局部溫度也急劇上升。大量氣泡的連續(xù)潰滅將產(chǎn)生強烈的噪聲和振動，嚴(yán)重影響液體的正常流動和流體機械的正常工作；汽泡連續(xù)潰滅處的固體壁面也將在這種局部壓強和局部溫度的反復(fù)作用下發(fā)生剝蝕，這種現(xiàn)象稱為空蝕（汽蝕）。空蝕第36頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2237 剝蝕嚴(yán)重的流體機械將無法繼續(xù)工作。 對空蝕現(xiàn)象的主要說法有二： 認(rèn)為氣泡突然潰滅時，周圍的流體快速沖向氣泡空間，它們

26、的動量在極短的時間內(nèi)變?yōu)榱悖蚨a(chǎn)生很大的沖擊力，該沖擊力反復(fù)作用在壁面上，形成剝蝕； 認(rèn)為氣泡在高壓區(qū)突然潰滅時，將產(chǎn)生壓強沖擊波，此沖擊波反復(fù)作用在壁面上，形成剝蝕。 很可能這兩種情況都存在。空蝕第37頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四 三、水泵的汽蝕 泵內(nèi)反復(fù)的出現(xiàn)液體汽化和凝聚的過程而引起金屬表面受到破壞的現(xiàn)象稱為水泵的汽蝕。離心泵的葉輪入口是低壓區(qū)，是最容易發(fā)生液體汽化的位置。液體流過低壓區(qū)，液體發(fā)生汽化的同時，液體中溶解的空氣也被析出，而其中殘留的氧氣對處在汽蝕區(qū)域內(nèi)的金屬材料也有氧化腐蝕作用從而造成對設(shè)備的損壞。 發(fā)生汽蝕，液體的汽化及溶解在液體中的氣體的

27、逸出，使液流的過流斷面面積減小，局部區(qū)域流速增大，并產(chǎn)生渦流，以至流動損失增大，導(dǎo)致泵流量減少，甚至造成斷流，嚴(yán)重降低泵的使用性能。 汽蝕的發(fā)生，伴隨著出現(xiàn)振動和噪音。對泵體的損害是巨大的。水泵汽蝕第38頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四 水泵汽蝕幾個比較重要的因素： 1、泵的安裝高度 泵進口汽蝕的根本原因在于吸入口壓力過低，而影響離心泵進口壓力的一個重要因素是泵的安裝高度。 2、有效汽蝕余量 有效汽蝕余量是泵的吸入單位重量的液體所具有總能頭減去汽化壓力高度后所剩余的富余能頭。 3、必須汽蝕余量 把泵吸入口到葉片入口后壓力最低點的總壓降叫做必須汽蝕余量。 要使泵內(nèi)最低壓

28、力點不發(fā)生汽化，必須使吸入口的有效汽蝕余量大于泵的必須汽蝕余量。水泵汽蝕第39頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四 四、提高離心泵抗汽蝕性能的措施。 1） 增大有效汽蝕余量的方法：減少吸入管阻力（減少吸入管道長度，去掉一切不必要的局部管件）降低泵的安裝高度（吸飽和水時，泵必須采取負的安裝高度）設(shè)置前置泵（因為前置泵的轉(zhuǎn)速低，抗汽蝕性能好，經(jīng)增壓后的給水在進入高速的給水泵就不會汽蝕了）裝設(shè)誘導(dǎo)輪或前置葉輪（前置誘導(dǎo)輪的抗汽蝕性能較離心泵更好，再者由于液體通過誘導(dǎo)輪時，誘導(dǎo)輪對流體做功，使液體的能量提高，也就是誘導(dǎo)輪對液體的增壓作用，改善了離心泵的汽蝕性能）水泵汽蝕第40頁，

29、共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四 2）減小必須汽蝕余量的措施：首級葉輪采用雙吸葉輪（使吸入口的流速降低一半，減少了必須汽蝕余量）增大首級葉輪的進口直徑D0（降低葉輪入口速度，減小必須汽蝕余量，但不能過分增大，因為會造成流動效率的降低。）增大葉片吸入口寬度b1（降低泵入口的相對速度，從而減小必須汽蝕余量，通常將增大D0和 b1配合起來考慮）選擇適當(dāng)?shù)娜~片數(shù)和沖角適當(dāng)放大葉輪前蓋板處的轉(zhuǎn)彎半徑（減少脫流，降低葉片入口的局部阻力損失）水泵汽蝕第41頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2242 一、水擊的概念 水擊是流體不穩(wěn)定的流動所造成的。當(dāng)

30、液體在壓力管道中流動時，由于某種外界原因（如突然關(guān)閉或開啟閥門，或者水泵的突然停車或啟動，以及其他一些特殊情況）液體流動速度的突然改變，引起管道中壓力產(chǎn)生發(fā)福且劇烈的變化，這種現(xiàn)象稱為水擊或水錘。 水擊現(xiàn)象發(fā)生時，引起壓力升高的數(shù)值，可能達到正常壓力數(shù)值的幾十倍甚至上百倍，使管壁材料及管道上的設(shè)備受到很大的壓力產(chǎn)生嚴(yán)重的變形以致造成破壞。 壓力的反復(fù)變化會使管壁及設(shè)備受到反復(fù)的沖擊，發(fā)出強烈的振動和噪音。猶如關(guān)閉受到錘擊的聲音，故稱水擊。5 水擊現(xiàn)象水擊現(xiàn)象第42頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，星期四2022/9/2243 二、水擊發(fā)生的過程 擊的傳播過程 水擊現(xiàn)象的發(fā)生，管道中壓力將出現(xiàn)周期性的變化，而每一個周期又可以分為四個流程： 1）、壓縮過程 2）、壓縮恢復(fù)過程 3）、膨脹過程 4）、膨脹恢復(fù)過程 周期的計算：T稱為相長（半周期），二倍相長為一個周期。水擊過程第43頁，共49頁，2022年，5月20日，10點55分，