化工原理流體流動(dòng)演示文稿

化工原理流體流動(dòng)演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)優(yōu)選化工原理PPT流體流動(dòng)ppt目前二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)3目前三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)4上海石油化工廠目前四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)5牡丹江石化目前五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)6青島石化目前六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)第一章

流體流動(dòng)--內(nèi)容提要--

流體的基本概念

靜力學(xué)方程及其應(yīng)用

機(jī)械能衡算式及柏努利方程流體流動(dòng)的現(xiàn)象

流動(dòng)阻力的計(jì)算、管路計(jì)算

目前七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)9流體是指具有流動(dòng)性的物體，包括液體和氣體。

流體輸送操作是化工生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的單元操作。流體流動(dòng)是其它化工過(guò)程的基礎(chǔ)。

在研究流體流動(dòng)時(shí)，常將流體看成是由無(wú)數(shù)分子集團(tuán)所組成的連續(xù)介質(zhì)。流體力學(xué)：流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)

目前九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)流體的分類和特性流體有多種分類方法：（1）按狀態(tài)分為氣體、液體和超臨界流體等；（2）按可壓縮性分為不可壓流體和可壓縮流體；（3）按是否可忽略分子之間作用力分為理想流體與粘性流體（或?qū)嶋H流體）；（4）按流變特性可分為牛頓型流體和非牛傾型流體；

流體區(qū)別于固體的主要特征是具有流動(dòng)性，其形狀隨容器形狀而變化；受外力作用時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦從而構(gòu)成了流體力學(xué)原理研究的復(fù)雜內(nèi)容之一

目前十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)不可壓縮流體：流體的體積不隨壓力及溫度變化可壓縮流體：流體的體積隨壓力及溫度變化實(shí)際流體都是可壓縮的一般，液體可看成是不可壓縮的流體

氣體可看成是可壓縮流體目前十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)第一節(jié)流體靜力學(xué)

流體靜力學(xué)主要研究流體靜止時(shí)其內(nèi)部壓強(qiáng)變化的規(guī)律。描述這一規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，稱為流體靜力學(xué)基本方程式。先介紹有關(guān)概念。目前十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)一、流體的壓力壓強(qiáng)－－流體垂直作用于單位面積上的力稱為流體的壓強(qiáng)，工程上習(xí)慣稱為流體的壓力。在SI中，壓強(qiáng)的單位是帕斯卡（N/m2），以Pa表示。但習(xí)慣上還采用其它單位，它們之間的換算關(guān)系為：1atm=1.033kgf/cm2(at)=760mmHg=10.33mH2O=1.0133bar=1.0133×105Pa

=101.33kPa（1）定義和單位工程上常用兆帕作壓強(qiáng)的計(jì)量單位：1MPa=106Pa目前十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)（2）壓強(qiáng)的基準(zhǔn)

壓強(qiáng)有不同的計(jì)量基準(zhǔn)：絕對(duì)壓強(qiáng)、表壓強(qiáng)、真空度。

絕對(duì)壓強(qiáng)以絕對(duì)真空（零壓）作起點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)，是流體的真實(shí)壓強(qiáng)。

表壓強(qiáng)

壓強(qiáng)表上的讀數(shù)，表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)高出的數(shù)值，即:

表壓強(qiáng)＝絕對(duì)壓強(qiáng)－大氣壓強(qiáng)

真空度

真空表上的讀數(shù)，表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)低于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，即:

真空度＝大氣壓強(qiáng)－絕對(duì)壓強(qiáng)目前十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)絕對(duì)真空 大氣壓 絕對(duì)壓力 絕對(duì)壓力 表壓 真空度 p1 p2 圖1-1絕對(duì)壓力、表壓與真空度的關(guān)系 絕對(duì)壓力、表壓與真空度的關(guān)系：目前十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)圖絕對(duì)壓力、表壓和真空度的關(guān)系（a）測(cè)定壓力>大氣壓（b）測(cè)定壓力<大氣壓絕對(duì)壓力測(cè)定壓力表壓大氣壓當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮海ū韷簽榱悖┙^對(duì)壓力為零真空度絕對(duì)壓力測(cè)定壓力（a）（b）目前十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)例：某臺(tái)離心泵進(jìn)、出口壓力表讀數(shù)分別為220mmHg(真空度)及1.7kgf/cm2(表壓)。若當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?60mmHg，試求它們的絕對(duì)壓力各為若干（以法定單位表示）？解泵進(jìn)口絕對(duì)壓力P1=760-220=540mmHg=7.2×104Pa

泵出口絕對(duì)壓力P2=1.7+1.033=2.733kgf/cm2=2.68×105Pa教材p12例1-1目前十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)二、流體的密度與比體積

單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的密度。以ρ表示，單位為kg/m3。式中ρ---流體的密度，kg/m3

；

m---流體的質(zhì)量，kg；

V---流體的體積，m3。（1-1）1、密度目前十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

液體的密度隨壓力的變化很小，常稱液體為不可壓縮流體，其密度隨溫度稍有改變。氣體的密度隨壓力和溫度的變化較大。

常用液體的密度值參見(jiàn)附錄四和附錄五，附錄五給出的是相對(duì)密度，即液體密度與4℃水的密度之比值，4℃水的密度為1000kg/m3。目前十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)式中p——?dú)怏w的壓力（絕對(duì)壓力），kN/m2或kPa；

T——?dú)怏w的絕對(duì)溫度，K；

M——?dú)怏w的摩爾質(zhì)量，kg/kmol；

R——通用氣體常數(shù)，8.314kJ/kmol·K。(1-3)

當(dāng)壓力不太高、溫度不太低時(shí)，氣體的密度可近似地按理想氣體狀態(tài)方程式計(jì)算：理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為：(1-4)目前二十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

上式中的ρ0＝M/22.4kg/m3為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（即T0=273K及p0=101.3kPa）下氣體的密度。氣體密度也可按下式計(jì)算(1-5)

在氣體壓力較高、溫度較低時(shí)，氣體的密度需要采用真實(shí)氣體狀態(tài)方程式計(jì)算。目前二十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)當(dāng)氣體混合物的溫度、壓力接近理想氣體時(shí)，仍可用式(1-3、1-4)計(jì)算氣體的密度。氣體混合物的組成通常以體積分率表示。對(duì)于理想氣體：體積分率與摩爾分率、壓力分率是相等的。

Mm

＝

M１y1+M2y2+…+Mnyn

式中：M１、M2、…

Mn——

氣體混合物各組分的分子量

rm

＝

r１y1+r2y2+…

+

rnyn

(1-6)式中

：r１

、r2、…

rn——

氣體混合物各組分的密度；

y1

、y2

、…

yn

——

氣體混合物各組分的摩爾分率。氣體混合物密度計(jì)算:目前二十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)液體混合物:液體混合時(shí)，體積往往有所改變。若混合前后體積不變，則1kg混合液的體積等于各組分單獨(dú)存在時(shí)的體積之和，則可由下式求出混合液體的密度ρm。式中w1、w2、…，wn——

液體混合物中各組分的質(zhì)量分率；

ρ1、ρ2、…，ρn——

液體混合物中各組分的密度，kg/m3；

ρm——

液體混合物的平均密度，kg/m3。(1-7)目前二十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)2、比體積(1-8)流體的比容與密度互為倒數(shù)。比體積（比容）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量流體的體積，單位為m3/kg。教材p13例1-2；教材p13例1-3目前二十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)例已知硫酸與水的密度分別為1830kg/m3與998kg/m3，試求含硫酸為60%(質(zhì)量)的硫酸水溶液的密度。解：應(yīng)用混合液體密度公式，則有目前二十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)例已知干空氣的組成為：O221%、N278%和Ar1%(均為體積%)。試求干空氣在壓力為9.81×104Pa、溫度為100℃時(shí)的密度。解：

首先將攝氏度換算成開(kāi)爾文：100℃＝273+100=373K求干空氣的平均分子量：Mm

＝

M１y1+M2y2+…+Mnyn

Mm=32×0.21+28×0.78+39.9×0.01=28.96氣體的平均密度為：目前二十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

流體靜力學(xué)基本方程式是用于描述靜止流體內(nèi)部的壓力沿著高度變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式。對(duì)于不可壓縮流體，密度不隨壓力變化，其靜力學(xué)基本方程可用下述方法推導(dǎo)。三、流體靜力學(xué)基本方程式目前二十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)在垂直方向上作用于液柱的力有：下底面所受之向上總壓力為p2A；上底面所受之向下總壓力為p1A；整個(gè)液柱之重力G＝ρgA(Z1-Z2)。

現(xiàn)從靜止液體中任意劃出一垂直液柱，如圖所示。液柱的橫截面積為A，液體密度為ρ，若以容器器底為基準(zhǔn)水平面，則液柱的上、下底面與基準(zhǔn)水平面的垂直距離分別為Z1和Z2，以p1與p2分別表示高度為Z1及Z2處的壓力。

p0p1p2Gz2z1目前二十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)上兩式即為液體靜力學(xué)基本方程式.p2＝p1＋ρg(Z1-Z2)p＝p0＋ρgh

如果將液柱的上底面取在液面上，設(shè)液面上方的壓力為p0，液柱Z1-Z2＝h，則上式可改寫為

在靜止液體中，上述三力之合力應(yīng)為零，即：p2A－p1A－ρgA(Z1-Z2)＝0目前二十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)由上式可知：

當(dāng)液面上方的壓力一定時(shí)，在靜止液體內(nèi)任一點(diǎn)壓力的大小，與液體本身的密度和該點(diǎn)距液面的深度有關(guān)。因此，在靜止的、連續(xù)的同一液體內(nèi)，處于同一水平面上的各點(diǎn)的壓力都相等。此壓力相等的水平面，稱為等壓面。當(dāng)液面的上方壓力p0有變化時(shí)，必將引起液體內(nèi)部各點(diǎn)壓力發(fā)生同樣大小的變化。p＝p0＋ρgh可改寫為

由上式可知，壓力或壓力差的大小可用液柱高度表示。目前三十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)或上式中各項(xiàng)的單位均為m。靜力學(xué)基本方程式中各項(xiàng)的意義：將p2＝p1＋ρg(Z1-Z2)

兩邊除以ρg并加以整理可得：目前三十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)位壓頭（potentialtentialhead）：靜壓頭(statichead)：式中的第二項(xiàng)p/ρg稱為靜壓頭，又稱為流體的靜壓能(pressureenergy)。

第一項(xiàng)Z為流體距基準(zhǔn)面的高度，稱為位壓頭。若把重量mg的流體從基準(zhǔn)面移到高度Z后，該流體所具有的位能為mgZ。單位質(zhì)量流體的位能，則為mgz/m=zg

。上式中Z（位壓頭）是表示單位重量的流體從基準(zhǔn)面算起的位能(potentialenergy)。目前三十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)如圖所示：密閉容器，內(nèi)盛有液體，液面上方壓力為p。圖靜壓能的意義

，靜壓頭的意義：說(shuō)明Z1處的液體對(duì)于大氣壓力來(lái)說(shuō)，具有上升一定高度的能力。目前三十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)位壓頭＋靜壓頭＝常數(shù)

也可將上述方程各項(xiàng)均乘以g，可得目前三十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)四、流體靜力學(xué)基本方程式應(yīng)用（一）壓力測(cè)量

1U型管液柱壓差計(jì)

2斜管壓差計(jì)

3微差壓差計(jì)（二）液面測(cè)定（三）確定液封高度目前三十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)指示劑的選擇

指示液密度ρ0，被測(cè)流體密度為ρ，圖中a、b兩點(diǎn)的壓力是相等的，因?yàn)檫@兩點(diǎn)都在同一種靜止液體（指示液）的同一水平面上。通過(guò)這個(gè)關(guān)系，便可求出p1－p2的值。四、流體靜力學(xué)基本方程式應(yīng)用

在化工生產(chǎn)中，有些化工儀表是以靜力學(xué)基本方程式為理論依據(jù)的。

（一）壓強(qiáng)與壓強(qiáng)差測(cè)量

1U型管液柱壓差計(jì)（U-tubemanometer）▲

指示液必須與被測(cè)流體不互溶；▲不起化學(xué)反應(yīng)；▲大于被測(cè)流體的密度。指示液隨被測(cè)流體的不同而不同。常用指示液：汞、四氯化碳、水、液體石蠟等。目前三十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程式則有：U型管右側(cè)

pa＝p1+(m+R)ρgU型管左側(cè)pb＝p2+mρg+Rρ0g

pa＝pbp1－

p2＝R（ρ0－ρ）g

測(cè)量氣體時(shí)，由于氣體的ρ密度比指示液的密度ρ0小得多，故ρ0－ρ≈ρ0，上式可簡(jiǎn)化為p1－p2＝Rρ0g目前三十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

下圖所示是倒U型管壓差計(jì)。該壓差計(jì)是利用被測(cè)量液體本身作為指示液的。壓力差p1－p2可根據(jù)液柱高度差R進(jìn)行計(jì)算。

目前三十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)例1-4如附圖所示，常溫水在管道中流過(guò)。為測(cè)定a、b兩點(diǎn)的壓力差，安裝一U型壓差計(jì)，指示液為汞。已知壓差讀數(shù)R＝100mmHg，試計(jì)算a、b兩點(diǎn)的壓力差為若干？已知水與汞的密度分別為1000kg/m3及13600kg/m3。目前三十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)解取管道截面a、b處壓力分別為pa與pb。根據(jù)連續(xù)、靜止的同一液體內(nèi)同一水平面上各點(diǎn)壓力相等的原理，則

p1＇＝p1

（a）p1＇＝pa－xρH2Ogp1=RρHgg+p2=RρHgg+p2＇=RρHgg+pb－（R＋x）ρH2Og根據(jù)式（a）pa－pb＝xρH2Og＋RρHgg－（R＋x）ρH2Og＝RρHgg－RρH2Og＝0.1×(13600-1000)×9.81=1.24×104（Pa）目前四十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)傾斜管路壓差測(cè)量:根據(jù)流體靜力學(xué)方程目前四十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)當(dāng)被測(cè)的流體為氣體時(shí)，可忽略,則——兩點(diǎn)間壓差計(jì)算公式※若U型管的一端與被測(cè)流體相連接，另一端與大氣相通，那么讀數(shù)R就反映了被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)與大氣壓之差，也就是被測(cè)流體的表壓或真空度。當(dāng)管子平放時(shí)：,目前四十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)表壓真空度p1pap1pa當(dāng)P1-P2值較小時(shí)，R值也較小，若希望讀數(shù)R清晰，可采取三種措施：①兩種指示液的密度差盡可能減小;②采用傾斜U型管壓差計(jì);③采用微差壓差計(jì)。目前四十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

當(dāng)被測(cè)量的流體壓力或壓差不大時(shí)，讀數(shù)R必然很小，為得到精確的讀數(shù)，可采用如圖所示的斜管壓差計(jì)。R‘與R的關(guān)系為:R＇＝R/sinα

式中α為傾斜角，其值愈小，則R值放大為R＇的倍數(shù)愈大。

2斜管壓差計(jì)（inclinedmanometer

）目前四十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

式中ρa(bǔ)、ρb——分別表示重、輕兩種指示液的密度，kg/m3。按靜力學(xué)基本方程式可推出:

P1－P2＝ΔP＝Rg（ρa(bǔ)－ρb）構(gòu)造如圖所示：指示液：兩種指示液密度不同、互不相溶；擴(kuò)張室：擴(kuò)張室的截面積遠(yuǎn)大于U型管截面積，當(dāng)讀數(shù)R變化時(shí)，兩擴(kuò)張室中液面不致有明顯的變化。

對(duì)于一定的壓差，（ρa(bǔ)－ρb）愈小則讀數(shù)R愈大，所以應(yīng)該使用兩種密度接近的指示液。3微差壓差計(jì)（two-liguidmanometer

）目前四十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)說(shuō)明：圖中平衡器的小室2中所裝的液體與容器里的液體相同。平衡器里的液面高度維持在容器液面容許到達(dá)的最大高度處。容器里的液面高度可根據(jù)壓差計(jì)的讀數(shù)R求得。液面越高，讀數(shù)越小。當(dāng)液面達(dá)到最大高度時(shí)，壓差計(jì)的讀數(shù)為零。1—容器；2—平衡器的小室；

3—U形管壓差計(jì)（二）、液面測(cè)定目前四十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)例1-5為了確定容器中石油產(chǎn)品的液面，采用如附圖所示的裝置。壓縮空氣用調(diào)節(jié)閥1調(diào)節(jié)流量，使其流量控制得很小，只要在鼓泡觀察器2內(nèi)有氣泡緩慢逸出即可。因此，氣體通過(guò)吹氣管4的流動(dòng)阻力可忽略不計(jì)。吹氣管內(nèi)壓力用U管壓差計(jì)3來(lái)測(cè)量。壓差計(jì)讀數(shù)R的大小，反映貯罐5內(nèi)液面高度。指示液為汞。1、分別由a管或由b管輸送空氣時(shí)，壓差計(jì)讀數(shù)分別為R1或R2，試推導(dǎo)R1、R2分別同Z1、Z2的關(guān)系。

2、當(dāng)（Z1－Z2）＝1.5m，R1＝0.15m，R2＝0.06m時(shí)，試求石油產(chǎn)品的密度ρP及Z1。目前四十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)解（1）在本例附圖所示的流程中，由于空氣通往石油產(chǎn)品時(shí)，鼓泡速度很慢，可以當(dāng)作靜止流體處理。因此可以從壓差計(jì)讀數(shù)R1，求出液面高度Z1，即

（a）（b）（2）將式（a）減去式（b）并經(jīng)整理得

目前四十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

為了安全起見(jiàn)，實(shí)際安裝時(shí)管子插入液面下的深度應(yīng)比上式計(jì)算值略低。

作用：控制設(shè)備內(nèi)氣壓不超過(guò)規(guī)定的數(shù)值，當(dāng)設(shè)備內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，氣體就從液封管排出，以確保設(shè)備操作的安全。

若設(shè)備要求壓力不超過(guò)P1（表壓），按靜力學(xué)基本方程式，則水封管插入液面下的深度h為三、確定液封高度目前四十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)工業(yè)生產(chǎn)中流體大多是沿密閉的管道流動(dòng)。因此研究管內(nèi)流體流動(dòng)的規(guī)律是十分必要的。反映管內(nèi)流體流動(dòng)規(guī)律的基本方程式有：連續(xù)性方程柏努利方程

本節(jié)主要圍繞這兩個(gè)方程式進(jìn)行討論。第二節(jié)管內(nèi)流體流動(dòng)的基本方程式

(流體動(dòng)力學(xué))目前五十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)體積流量（volumetricflowrate）

m3/s

單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的體積，稱為體積流量，以qv或V表示，其單位為m3/s。一、流量與流速2.質(zhì)量流量

(massflowrate)

kg/s

單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的質(zhì)量，稱為質(zhì)量流量，以qm或G表示，其單位為kg/s。

體積流量與質(zhì)量流量之間的關(guān)系為：

(G=ρV)（1-14）（一）流量

目前五十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)證明：流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于流體具有粘性，管道橫截面上流體質(zhì)點(diǎn)速度是沿半徑變化的。管道中心流速最大，愈靠管壁速度愈小，在緊靠管壁處，由于液體質(zhì)點(diǎn)粘附在管壁上，其速度等于零。流速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離。1.平均流速

（二）流速

目前五十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

平均流速:一般以管道截面積除體積流量所得的值來(lái)表示流體在管道中的速度。此種速度稱為平均流速，簡(jiǎn)稱流速。

(1-15)流量與流速關(guān)系為：

(1-16)

式中A——管道的截面積，m2目前五十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道單位截面積的質(zhì)量稱為質(zhì)量流速，單位：kg/(m2·s)。它與流速及流量的關(guān)系為：

（1-17）

由于氣體的體積與溫度、壓力有關(guān)，顯然，當(dāng)溫度、壓力發(fā)生變化時(shí)，氣體的體積流量與其相應(yīng)的流速也將之改變，但其質(zhì)量流量不變。此時(shí)，采用質(zhì)量流速比較方便。

2.質(zhì)量流速

(massvelocity)w目前五十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

流量一般為生產(chǎn)任務(wù)所決定，而合理的流速則應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)權(quán)衡決定，一般液體流速為0.5～3m/s。氣體流速為10～30m/s。某些流體在管道中的常用流速范圍，可參閱p46表1-3或有關(guān)手冊(cè)。若以d表示管內(nèi)徑，則式u＝qv/A

可寫成3.管道直徑的估算

目前五十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)適宜流速的確定目前五十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)某些流體在管道中常用流速范圍流體種類及情況常用流速范圍u/(m/s)水及一般液體粘度較大度液體低壓氣體易燃、易爆的低壓氣體1－30.5－18－15<8目前五十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)例1-6以內(nèi)徑105mm的鋼管輸送壓力為2atm、溫度為120℃的空氣。已知空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量為630m3/h，試求此空氣在管內(nèi)的流速和質(zhì)量流速。解:依題意空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量應(yīng)換算為操作狀態(tài)下的流量。因壓力不高，可應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算如下：目前五十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

取空氣的平均分子量為Mm=28.9，則實(shí)際操作狀態(tài)下空氣的密度為

平均流速依式（1-17），得質(zhì)量流速目前五十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)例1-7某廠要求安裝一根輸水量為30m3/h的管道，試選擇合適的管徑。解：依式（1-18）管內(nèi)徑為

選取水在管內(nèi)的流速u＝1.8m/s(自來(lái)水1-1.5,水及低粘度液體1.5-3.0)目前六十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

查附錄中管道規(guī)格，確定選用φ89×4（外徑89mm，壁厚4mm）的管子，則其內(nèi)徑為

d=89-(4×2)＝81mm＝0.081m因此，水在輸送管內(nèi)的實(shí)際操作流速為：目前六十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)二、穩(wěn)定流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)穩(wěn)定流動(dòng)：流體在管路中流動(dòng)時(shí)，在任一點(diǎn)上的流速、壓力等有關(guān)物理參數(shù)不隨時(shí)間而改變，這種流動(dòng)稱為穩(wěn)定流動(dòng)(steadyflow)。不穩(wěn)定流動(dòng)：若流動(dòng)的流體中任一點(diǎn)上的流速、壓力等物理參數(shù)有部分或全部隨時(shí)間而改變，這種流動(dòng)稱為不穩(wěn)定流動(dòng)(unsteadyflow)。在化工廠中，流體的流動(dòng)多為穩(wěn)定流動(dòng)，以后除特殊指明外所討論的都是穩(wěn)定流動(dòng)。目前六十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

化工生產(chǎn)中多屬連續(xù)穩(wěn)態(tài)過(guò)程。除開(kāi)車和停車外，一般只在很短時(shí)間內(nèi)為非穩(wěn)態(tài)操作，多在穩(wěn)態(tài)下操作。目前六十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)211′2′G1G2

若在管道兩截面之間無(wú)流體漏損，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，從截面1-1進(jìn)入的流體質(zhì)量流量G1應(yīng)等于從截面2-2流出的流體質(zhì)量流量G2。

設(shè)流體在如圖所示的管道中:

作連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng);

從截面1-1流入，從截面2-2流出

三、連續(xù)性方程

(equationofcontinuity)

目前六十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)即:qm1＝qm2(G1=G2)（1-19）

若流體不可壓縮，ρ＝常數(shù)，則上式可簡(jiǎn)化為

Au＝常數(shù)

(1-22)

ρ1A1u1＝ρ2A2u2(1-20)此關(guān)系可推廣到管道的任一截面，即ρAu＝常數(shù)

(1-21)上式稱為連續(xù)性方程式。目前六十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

由此可知：在連續(xù)穩(wěn)定的不可壓縮流體的流動(dòng)中，流體流速與管道的截面積成反比。截面積愈大之處流速愈小，反之亦然。

式中d1及d2分別為管道上截面1和截面2處的管內(nèi)徑。上式說(shuō)明：不可壓縮流體在管道中的流速與管道內(nèi)徑的平方成反比?；?qū)τ趫A形管道，有（1-23）目前六十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)例1-8如附圖所示的輸水管道，管內(nèi)徑為：d1=2.5cm；d2=10cm；d3=5cm。（1）當(dāng)流量為4L/s時(shí)，各管段的平均流速為若干？（2）當(dāng)流量增至8L/s或減至2L/s時(shí)，平均流速如何變化？

d1

d2

d3目前六十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)解(1)根據(jù)式(1-15)，則根據(jù)式(1-23)，則目前六十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

(2)各截面流速比例保持不變，流量增至8L/s時(shí)，流量增為原來(lái)的2倍，則各段流速亦增加至2倍，即

u1＝16.3m/s，u2=1.02m/s，u3=4.08m/s

流量減小至2L/s時(shí)，即流量減小1/2，各段流速亦為原值的1/2，即

u1＝4.08m/s，u2=0.26m/s，u3=1.02m/s目前六十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)柏努利方程式是管內(nèi)流體流動(dòng)機(jī)械能衡算式。

（一）柏努利方程式的推導(dǎo)假設(shè)：流體無(wú)粘性：在流動(dòng)過(guò)程中無(wú)摩擦損失；流體在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)；在管截面上液體質(zhì)點(diǎn)的速度分布是均勻的；流體的壓力、密度都取在管截面上的平均值；流體質(zhì)量流量為G(qm)，管截面積為A。四、柏努利方程式

(Bernoulli′sequation)目前七十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)圖柏努利方程式的推導(dǎo)

在管道中取一微管段dx，段中的流體質(zhì)量為dm。作用于此微管段的力有：(1)

作用于兩端的總壓力分別為pA和－(p+dp)A；(2)

作用于重心的重力為gdm；目前七十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)由于dm=ρAdx,

sinθdx＝dz故作用于重心的重力沿x方向的分力為

gsinθdm=gρAsinθdx

=gρAdz

作用于微管段流體上的各力沿x方向的分力之和為:pA－(p+dp)A－gρAdz＝－Adp－gρAdz(1-24)目前七十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)流體流進(jìn)微管段的流速為u，流出的流速為（u+du）。由式(1-24)與式(1-25)得:ρAudu＝－Adp－gρAdz(1-26)流體動(dòng)量的變化速率為

Gdu＝ρAudu(1-25)動(dòng)量原理：作用于微管段流體上的力的合力等于液體的動(dòng)量變化的速率。目前七十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)對(duì)不可壓縮流體，ρ為常數(shù)，對(duì)上式積分得：(1-27)(1-28)

ρAudu＝－Adp－gρAdz(1-26)

上式稱為柏努利方程式，它適用于不可壓縮非粘性的流體。通常把非粘性的流體稱為理想流體，故又稱上式為理想流體柏努利方程式。目前七十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

對(duì)于氣體，若管道兩截面間壓力差很小，如p1－p2≤0.2p1，密度ρ變化也很小，此時(shí)柏努利方程式仍可適用。計(jì)算時(shí)密度可采用兩截面的平均值，可以作為不可壓縮流體處理。當(dāng)氣體在兩截面間的壓力差較大時(shí)，應(yīng)考慮流體壓縮性的影響，必須根據(jù)過(guò)程的性質(zhì)（等溫或絕熱）按熱力學(xué)方法處理，在此不再作進(jìn)一步討論。柏努利方程式應(yīng)用于氣體時(shí)如何處理？目前七十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)gz為單位質(zhì)量流體所具有的位能；

由此知，式(1-28)中的每一項(xiàng)都是單位質(zhì)量流體的能量。位能、靜壓能及動(dòng)能均屬于機(jī)械能，三者之和稱為總機(jī)械能或總能量。

p/ρ為單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能；u2/2為單位質(zhì)量流體所具有的動(dòng)能(kineticenergy)。因質(zhì)量為m、速度為u的流體所具有的動(dòng)能為mu2/2

。（二）柏努利方程式的物理意義

目前七十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)上式表明：三種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)換；總能量不會(huì)有所增減，即三項(xiàng)之和為一常數(shù)；所以上式稱為單位質(zhì)量流體能量守恒方程式。目前七十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)Hz2210目前七十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)演示目前七十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)柏努利方程式的其他形式若將式(1-28)各項(xiàng)均除以重力加速度g，則得上式為單位重量流體能量守恒方程式。z為位壓頭；p/ρg為靜壓頭；u2/2g稱為動(dòng)壓頭（dynamichead）或速度壓頭(velocityhead)。z

+

p/ρg+u2/2g為總壓頭。目前八十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

實(shí)際流體由于有粘性，管截面上流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布是不均勻的，從而引起能量的損失。簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)觀察流體在等直徑的直管中流動(dòng)時(shí)的能量損失。五、實(shí)際流體機(jī)械能衡算式

目前八十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

兩截面處的靜壓頭分別為p1/ρg與p2/ρg；

z1＝z2；

u22/2g＝u12/2g

；

1截面處的機(jī)械能之和大于2截面處的機(jī)械能之和。

兩者之差，即為實(shí)際流體在這段直管中流動(dòng)時(shí)的能量損失。目前八十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)因此實(shí)際流體在機(jī)械能衡算時(shí)必須加入能量損失項(xiàng)。

由此方程式可知：只有當(dāng)1-1截面處總能量大于2-2截面處總能量時(shí)，流體才能克服阻力流至2-2截面。式中

∑Hf

——

壓頭損失，m。目前八十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)流體機(jī)械能衡算式在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

（1-31）式中H―外加壓頭，m。（1-32）式中∑hf＝g∑Hf，為單位質(zhì)量流體的能量損失，J/kg。

W＝gH，為單位質(zhì)量流體的外加能量，J/kg。

式(1-31)及(1-32)均為實(shí)際流體機(jī)械能衡算式，習(xí)慣上也稱它們?yōu)榘嘏匠淌?。目前八十四?yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)分析和解決流體輸送有關(guān)的問(wèn)題；

柏努利方程是流體流動(dòng)的基本方程式，它的應(yīng)用范圍很廣。調(diào)節(jié)閥流通能力的計(jì)算等。液體流動(dòng)過(guò)程中流量的測(cè)定；六、柏努利方程式的應(yīng)用目前八十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)用泵將貯槽(通大氣)中的稀堿液送到蒸發(fā)器中進(jìn)行濃縮，如附圖所示。泵的進(jìn)口管為φ89×3.5mm的鋼管，堿液在進(jìn)口管的流速為1.5m/s，泵的出口管為φ76×2.5mm的鋼管。貯槽中堿液的液面距蒸發(fā)器入口處的垂直距離為7m，堿液經(jīng)管路系統(tǒng)的能量損失為40J/kg，蒸發(fā)器內(nèi)堿液蒸發(fā)壓力保持在0.2kgf/cm2（表壓），堿液的密度為1100kg/m3。試計(jì)算所需的外加能量。目前八十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)基準(zhǔn)目前八十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)式中，z1=0，z2=7；p1=0(表壓)，p2=0.2kgf/cm2×9.8×104=19600Pa，u10,u2=u0(d0/d2)2=1.5((89-2×3.5)/(76-2×2.5))2=2.0m/s代入上式，得W=128.41J/kg解：解題要求規(guī)范化目前八十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)(1)選取截面連續(xù)流體，穩(wěn)定流動(dòng)；兩截面均應(yīng)與流動(dòng)方向相垂直。用柏努利方程式解題時(shí)的注意事項(xiàng)：(2)確定基準(zhǔn)面

基準(zhǔn)面是用以衡量位能大小的基準(zhǔn)。強(qiáng)調(diào)：只要在連續(xù)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，任意兩個(gè)截面均可選用。不過(guò)，為了計(jì)算方便，截面常取在輸送系統(tǒng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的相應(yīng)截面，因?yàn)槠瘘c(diǎn)和終點(diǎn)的已知條件多。目前八十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)(3)壓力

柏努利方程式中的壓力p1與p2只能同時(shí)使用表壓或絕對(duì)壓力，不能混合使用。(4)外加能量

外加能量W在上游一側(cè)為正，能量損失在下游一側(cè)為正。應(yīng)用式(1-32)計(jì)算所求得的外加能量W是對(duì)每kg流體而言的。若要計(jì)算的軸功率，需將W乘以質(zhì)量流量，再除以效率。目前九十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)從高位槽向塔內(nèi)加料，高位槽和塔內(nèi)的壓力均為大氣壓。要求料液在管內(nèi)以0.5m/s的速度流動(dòng)。設(shè)料液在管內(nèi)壓頭損失為1.2m（不包括出口壓頭損失），試求高位槽的液面應(yīng)該比塔入口處高出多少米？110022x目前九十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)解：選取高位槽的液面作為1-1截面，選在管出口處內(nèi)側(cè)為2-2截面，以0-0截面為基準(zhǔn)面，在兩截面間列柏努利方程，則有式中p1=p2=0（表壓）

u1=0（高位槽截面與管截面相差很大，故高位槽截面的流速與管內(nèi)流速相比，其值很小可以忽略不計(jì)）u2=0.5m/sΣhf=1.2mz1-z2=xx=1.21m

計(jì)算結(jié)果表明，動(dòng)能項(xiàng)數(shù)值很小，流體位能主要用于克服管路阻力。目前九十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)柏努利方程的應(yīng)用1）確定流體的流量

例：20℃的空氣在直徑為800mm的水平管流過(guò)，現(xiàn)于管路中接一文丘里管，如本題附圖所示，文丘里管的上游接一水銀U管壓差計(jì)，在直徑為20mm的喉徑處接一細(xì)管，其下部插入水槽中?？諝饬魅胛那鹄锕艿哪芰繐p失可忽略不計(jì)，當(dāng)U管壓差計(jì)讀數(shù)R=25mm，h=0.5m時(shí)，試求此時(shí)空氣的流量為多少m3/h?

當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為101.33×103Pa。目前九十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)分析：求流量Vh已知d求u直管任取一截面柏努利方程氣體判斷能否應(yīng)用？目前九十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)解：取測(cè)壓處及喉頸分別為截面1-1’和截面2-2’

截面1-1’處壓強(qiáng)：

截面2-2’處壓強(qiáng)為：流經(jīng)截面1-1’與2-2’的壓強(qiáng)變化為：目前九十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

在截面1-1’和2-2’之間列柏努利方程式。以管道中心線作基準(zhǔn)水平面。由于兩截面無(wú)外功加入，We=0。能量損失可忽略不計(jì)Σhf=0。柏努利方程式可寫為：

式中：Z1=Z2=0

P1=3335Pa（表壓），P2=-4905Pa（表壓）目前九十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)化簡(jiǎn)得：由連續(xù)性方程有：目前九十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)聯(lián)立(a)、(b)兩式目前九十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)2）確定容器間的相對(duì)位置例：如本題附圖所示，密度為850kg/m3的料液從高位槽送入塔中，高位槽中的液面維持恒定，塔內(nèi)表壓強(qiáng)為9.81×103Pa，進(jìn)料量為5m3/h，連接管直徑為φ38×2.5mm，料液在連接管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的能量損失為30J/kg(不包括出口的能量損失)，試求高位槽內(nèi)液面應(yīng)為比塔內(nèi)的進(jìn)料口高出多少？目前九十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)分析：

解：

取高位槽液面為截面1-1’，連接管出口內(nèi)側(cè)為截面2-2’,并以截面2-2’的中心線為基準(zhǔn)水平面，在兩截面間列柏努利方程式：高位槽、管道出口兩截面u、p已知求△Z柏努利方程目前一百頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)式中：Z2=0；Z1=?

P1=0(表壓)；P2=9.81×103Pa(表壓）由連續(xù)性方程∵A1>>A2,We=0，∴u1<<u2,可忽略，u1≈0。將上列數(shù)值代入柏努利方程式，并整理得：目前一百零一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)3）確定輸送設(shè)備的有效功率

例：如圖所示，用泵將河水打入洗滌塔中，噴淋下來(lái)后流入下水道，已知管道內(nèi)徑均為0.1m，流量為84.82m3/h，水在塔前管路中流動(dòng)的總摩擦損失(從管子口至噴頭進(jìn)入管子的阻力忽略不計(jì))為10J/kg，噴頭處的壓強(qiáng)較塔內(nèi)壓強(qiáng)高0.02MPa，水從塔中流到下水道的阻力損失可忽略不計(jì)，泵的效率為65%，求泵所需的功率。目前一百零二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前一百零三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)分析：求NeNe=WeWs/η求We柏努利方程P2=?塔內(nèi)壓強(qiáng)整體流動(dòng)非連續(xù)截面的選??？

解：取塔內(nèi)水面為截面3-3’，下水道截面為截面4-4’，取地平面為基準(zhǔn)水平面，在3-3’和4-4’間列柏努利方程：目前一百零四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)將已知數(shù)據(jù)代入柏努利方程式得：

計(jì)算塔前管路，取河水表面為1-1’截面，噴頭內(nèi)側(cè)為2-2’截面，在1-1’和2-2’截面間列柏努利方程。目前一百零五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)式中：目前一百零六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)將已知數(shù)據(jù)代入柏努利方程式泵的功率：目前一百零七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)4)管道內(nèi)流體的內(nèi)壓強(qiáng)及壓強(qiáng)計(jì)的指示例1：如圖，一管路由兩部分組成，一部分管內(nèi)徑為40mm，另一部分管內(nèi)徑為80mm，流體為水。在管路中的流量為13.57m3/h，兩部分管上均有一測(cè)壓點(diǎn)，測(cè)壓管之間連一個(gè)倒U型管壓差計(jì)，其間充以一定量的空氣。若兩測(cè)壓點(diǎn)所在截面間的摩擦損失為260mm水柱。求倒U型管壓差計(jì)中水柱的高度R為多少為mm?目前一百零八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)分析：求R1、2兩點(diǎn)間的壓強(qiáng)差柏努利方程式解：取兩測(cè)壓點(diǎn)處分別為截面1-1’和截面2-2’，管道中心線為基準(zhǔn)水平面。在截面1-1’和截面2-2’間列單位重量流體的柏努利方程。式中：z1=0，z2=0u已知目前一百零九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)代入柏努利方程式：目前一百一十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)因倒U型管中為空氣，若不計(jì)空氣質(zhì)量，P3=P4=P目前一百一十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

例2：水在本題附圖所示的虹吸管內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)，管路直徑?jīng)]有變化，水流經(jīng)管路的能量損失可以忽略不計(jì)，計(jì)算管內(nèi)截面2-2’,3-3’,4-4’和5-5’處的壓強(qiáng)，大氣壓強(qiáng)為760mmHg，圖中所標(biāo)注的尺寸均以mm計(jì)。分析：求P求u柏努利方程某截面的總機(jī)械能求各截面P理想流體目前一百一十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

解：在水槽水面1－1’及管出口內(nèi)側(cè)截面6－6’間列柏努利方程式，并以6－6’截面為基準(zhǔn)水平面式中：P1=P6=0（表壓）

u1≈0代入柏努利方程式目前一百一十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)u6=4.43m/su2=u3=……=u6=4.43m/s取截面2-2’基準(zhǔn)水平面,z1=3m，P1=760mmHg=101330Pa對(duì)于各截面壓強(qiáng)的計(jì)算，仍以2-2’為基準(zhǔn)水平面，Z2=0，Z3=3m，Z4=3.5m，Z5=3m目前一百一十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)（1）截面2-2’壓強(qiáng)（2）截面3-3’壓強(qiáng)目前一百一十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)（3）截面4-4’壓強(qiáng)（4）截面5-5’壓強(qiáng)

從計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)：P2>P3>P4

，而P4<P5<P6，這是由于流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，位能和靜壓能相互轉(zhuǎn)換的結(jié)果。目前一百一十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)5）流向的判斷在φ45×3mm的管路上裝一文丘里管，文丘里管上游接一壓強(qiáng)表，其讀數(shù)為137.5kPa，管內(nèi)水的流速u1=1.3m/s，文丘里管的喉徑為10mm，文丘里管喉部一內(nèi)徑為15mm的玻璃管，玻璃管下端插入水池中，池內(nèi)水面到管中心線的垂直距離為3m，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(shí)吸入的水量為多少m3/h？目前一百一十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)分析：判斷流向比較總勢(shì)能求P？柏努利方程

解：在管路上選1-1’和2-2’截面，并取3-3’截面為基準(zhǔn)水平面設(shè)支管中水為靜止?fàn)顟B(tài)。在1-1’截面和2-2’截面間列柏努利方程：目前一百一十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)式中：目前一百一十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)∴2-2’截面的總勢(shì)能為3-3’截面的總勢(shì)能為∴3-3’截面的總勢(shì)能大于2-2’截面的總勢(shì)能，水能被吸入管路中。

求每小時(shí)從池中吸入的水量求管中流速u柏努利方程在池面與玻璃管出口內(nèi)側(cè)間列柏努利方程式：目前一百二十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)式中：代入柏努利方程中：目前一百二十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

6）不穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算

例：附圖所示的開(kāi)口貯槽內(nèi)液面與排液管出口間的垂直距離hi為9m,貯槽內(nèi)徑D為3m，排液管的內(nèi)徑d0為0.04m，液體流過(guò)該系統(tǒng)時(shí)的能量損失可按

公式計(jì)算，式中u為流體在管內(nèi)的流速，試求經(jīng)4小時(shí)后貯槽內(nèi)液面下降的高度。分析：不穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)瞬間柏努利方程微分物料衡算目前一百二十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)解：在dθ時(shí)間內(nèi)對(duì)系統(tǒng)作物料衡算，設(shè)F’為瞬間進(jìn)料率，D’為瞬時(shí)出料率，dA’為在dθ時(shí)間內(nèi)的積累量，

F’dθ－D’dθ＝dA’∵dθ時(shí)間內(nèi)，槽內(nèi)液面下降dh，液體在管內(nèi)瞬間流速為u，上式變?yōu)椋耗壳耙话俣?yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

在瞬時(shí)液面1-1’與管子出口內(nèi)側(cè)截面2-2’間列柏努利方程式，并以截面2-2’為基準(zhǔn)水平面，得：式中：目前一百二十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)將（2）式代入（1）式得：兩邊積分：目前一百二十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

h=5.62m

∴經(jīng)四小時(shí)后貯槽內(nèi)液面下降高度為：

9－5.62=3.38m

目前一百二十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

本節(jié)將討論產(chǎn)生能量損失的原因及管內(nèi)速度分布等，以便為討論能量損失的計(jì)算提供基礎(chǔ)。第三節(jié)管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象

目前一百二十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)一、流體的粘度（一）牛頓粘性定律運(yùn)動(dòng)著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層間的作用力，稱為流體的內(nèi)摩擦力，是流體粘性的表現(xiàn)，又稱為粘滯力或粘性摩擦力。流體流動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦是流體阻力產(chǎn)生的依據(jù)。目前一百二十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

設(shè)想有兩塊面積很大而相距很近的平板，其間充滿液體，如圖所示：uFu=0

令下塊板保持不動(dòng)，上板以F力向右推動(dòng)。此平行于平板的切向力使平板以速度u做勻速運(yùn)動(dòng)，兩板間的液體于是分成無(wú)數(shù)薄層而運(yùn)動(dòng)。緊貼于上板的流體層以同一速度u流動(dòng)，而以下各層速度逐漸降低，緊貼于下板表面的一薄層速度為零。目前一百二十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)——牛頓粘性定律式中：速度梯度比例系數(shù)，它的值隨流體的不同而不同，流體的粘性愈大，其值愈大，稱為粘性系數(shù)或動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度。單位面積的切向力F/A即為流體的剪應(yīng)力τ。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)大多數(shù)流體，剪應(yīng)力τ服從牛頓粘性定律：目前一百三十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

（二）流體的粘度

1、物理意義

由牛頓粘性定律得：物理意義：促使流體流動(dòng)產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。粘度總是與速度梯度相聯(lián)系，只有在運(yùn)動(dòng)時(shí)才顯現(xiàn)出來(lái)。物理本質(zhì)：是分子間的引力和分子的運(yùn)動(dòng)與碰撞。2、粘度與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系a)液體的粘度隨溫度升高而減小，壓強(qiáng)變化時(shí)，液體的粘度基本不變。目前一百三十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)b)氣體的粘度隨溫度升高而增大，隨壓強(qiáng)增加而增加得很少，在一般的工程計(jì)算中可以忽略，只有在極低的壓強(qiáng)下，才需考慮壓強(qiáng)對(duì)氣體粘度的影響。3、粘度的單位在SI制中：在物理單位制中：目前一百三十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)SI單位制和物理單位制粘度單位的換算關(guān)系為：4、運(yùn)動(dòng)粘度單位：SI制：m2/s；物理單位制：cm2/s，稱為斯托克斯，用St表示。目前一百三十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)（三）牛頓型流體與非牛頓型流體（1）牛頓型流體：服從牛頓粘性定律的流體稱為牛頓型流體。實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)氣體及大多數(shù)低摩爾質(zhì)量液體，屬于牛頓型流體。（2）非牛頓型流體凡不遵循牛頓粘性定律的流體，稱為非牛頓型流體。如血液、牙膏。目前一百三十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)目前一百三十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)二、流體流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù)1.流體流動(dòng)型態(tài)（1）雷諾實(shí)驗(yàn)水水平玻璃管水箱細(xì)管水溢流堰小瓶（密度與水相近）閥雷諾實(shí)驗(yàn)圖（a）層流圖（b）湍流目前一百三十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)137目前一百三十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)流速小時(shí)，有色流體在管內(nèi)沿軸線方向成一條直線。表明：水的質(zhì)點(diǎn)在管內(nèi)都是沿著與管軸平行的方向作直線運(yùn)動(dòng)，各層之間沒(méi)有質(zhì)點(diǎn)的遷移。當(dāng)開(kāi)大閥門使水流速逐漸增大到一定數(shù)值時(shí)，有色細(xì)流便出現(xiàn)波動(dòng)而成波浪形細(xì)線，并且不規(guī)則地波動(dòng)；速度再增，細(xì)線的波動(dòng)加劇，整個(gè)玻璃管中的水呈現(xiàn)均勻的顏色。顯然，此時(shí)流體的流動(dòng)狀況已發(fā)生了顯著的變化。

目前一百三十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)流體流動(dòng)狀態(tài)類型過(guò)渡流：

流動(dòng)類型不穩(wěn)定，可能是層流，也可能是湍流，或是兩者交替出現(xiàn)，與外界干擾情況有關(guān)。過(guò)渡流不是一種流型。湍流(turbulentflow)或紊流:

當(dāng)流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)除了沿著管道向前流動(dòng)外，各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度在大小和方向上都會(huì)發(fā)生變化，質(zhì)點(diǎn)間彼此碰撞并互相混合，這種流動(dòng)狀態(tài)稱為湍流或紊流。層流(laminarflow)或滯流(viscousflow):

當(dāng)流體在管中流動(dòng)時(shí)，若其質(zhì)點(diǎn)始終沿著與管軸平行的方向作直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)之間沒(méi)有遷移，互不混合，整個(gè)管的流體就如一層一層的同心圓筒在平行地流動(dòng)。目前一百三十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)影響流體流動(dòng)類型的因素：流體的流速u

；管徑d；流體密度ρ；流體的粘度μ。

u、d、ρ越大，μ越小，就越容易從層流轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧?。上述中四個(gè)因素所組成的復(fù)合數(shù)群duρ/μ，是判斷流體流動(dòng)類型的準(zhǔn)則。

這數(shù)群稱為雷諾準(zhǔn)數(shù)或雷諾數(shù)(Reynoldsnumber)，用Re表示。目前一百四十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)2流型的判據(jù)層流（LaminarFlow）：Re<2000；湍流（TurbulentFlow）：Re>4000；2000<Re<4000時(shí)，有時(shí)出現(xiàn)層流，有時(shí)出現(xiàn)湍流，或者是二者交替出現(xiàn)，為外界條件決定，稱為過(guò)渡區(qū)。流型只有兩種：層流和湍流。目前一百四十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)雷諾準(zhǔn)數(shù)的因次

Re數(shù)是一個(gè)無(wú)因次數(shù)群。目前一百四十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)3雷諾數(shù)的物理意義質(zhì)量流速單位時(shí)間通過(guò)單位截面積的動(dòng)量。單位面積上流體粘性力的大小

當(dāng)Re較大時(shí)，流體的慣性力大于粘性力，占主導(dǎo)地位，流體的湍動(dòng)程度大，流體流動(dòng)形態(tài)為湍流；而當(dāng)Re較小時(shí)，流體的粘性力大于慣性力，占主導(dǎo)地位，流體的湍動(dòng)程度小，流體流動(dòng)狀態(tài)為層流；即Re越大，流體湍動(dòng)程度越大。目前一百四十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)圖1-16速度分布：流體流動(dòng)時(shí)，管截面上質(zhì)點(diǎn)的軸向速度沿半徑的變化。流動(dòng)類型不同，速度分布規(guī)律亦不同。

（一）流體在圓管中層流時(shí)的速度分布

由實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得層流流動(dòng)時(shí)的速度分布，如圖所示。速度分布為拋物線形狀；管中心的流速最大；速度向管壁的方向漸減；靠管壁的流速為零；平均速度為最大速度的一半。

三、流體在圓管內(nèi)的速度分布目前一百四十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)證明：層流速度的拋物線分布規(guī)律要流過(guò)一段距離后才能充分發(fā)展成拋物線的形狀。

當(dāng)液體深入到一定距離之后，管中心的速度等于平均速度的兩倍時(shí)，層流速度分布的拋物線規(guī)律才算完全形成。尚未形成層流拋物線規(guī)律的這一段，稱為層流起始段。X0＝0.05dRe

X0滯流邊界層目前一百四十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)RurP1FP2ul1122

如圖所示，流體在半徑為R的水平管中作穩(wěn)定流動(dòng)。在流體中取一段長(zhǎng)為l，半徑為r的流體圓柱體。在水平方向作用于此圓柱體的力有兩端的總壓力(P1-P2)及圓柱體周圍表面上的內(nèi)摩擦力F。1速度分布方程式

目前一百四十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)作用于圓柱體兩端的總壓力分別為P1＝πr2p1P2＝πr2p2

式中的p1、p2分別為左、右端面上的壓強(qiáng)，N/m2。式中的負(fù)號(hào)表示流速沿半徑增加的方向而減小。流體作層流流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力服從牛頓粘性定律，即目前一百四十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)作用于流體圓柱體周圍表面2πrl上的內(nèi)摩擦力為

由于流體作等速流動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，這些力的合力等于零。故式中Δp——兩端的壓力差(p2－p1)。

即（1-36）目前一百四十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)利用管壁處的邊界條件，r＝R時(shí)，u＝0，可得（1-37）積分目前一百四十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

式(1-37)為流體在圓管中層流時(shí)的速度分布方程式。由此式可知，速度分布為拋物線形狀。（1-37）當(dāng)r=0時(shí)，最大流速為：（1-38）目前一百五十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)層流的速度分布與平均速度層流時(shí)管內(nèi)速度分布umaxR層流時(shí)的速度分布平均速度目前一百五十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)RdrruRurP1FP2l11222流量目前一百五十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)——哈根-泊謖葉方程3平均流速（1-40）（1-41）（1-39）此式表明：在層流流動(dòng)時(shí)，用以克服摩擦阻力的壓力差與流速的一次方成正比。目前一百五十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

湍流：除沿軸向的運(yùn)動(dòng)外，在徑向上還有瞬時(shí)脈動(dòng)，從而產(chǎn)生漩渦。uiui’uiθθ1θ2（二）流體在圓管中湍流時(shí)的速度分布目前一百五十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)湍流的速度分布與平均速度其中n=6~10，與流體的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，Re越大，n也越大。湍流時(shí)的速度分布umax速度分布湍流的速度分布目前還沒(méi)有理論推導(dǎo)，但有經(jīng)驗(yàn)公式。目前一百五十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)12速度分布有兩個(gè)區(qū)域：

中心(較平坦);

近管壁(速度梯度很大);u壁=0.3近管壁有層流底層δ；4中間為湍流區(qū)；5u越大，層流底層越薄；；6起始段：特點(diǎn)：湍流滯流目前一百五十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)流體作湍流流動(dòng)時(shí)的剪應(yīng)力

與流向垂直的脈動(dòng)速度使得流體產(chǎn)生渦流粘性。

湍流流體內(nèi)部產(chǎn)生的剪應(yīng)力τ等于分子粘性（層流粘性）產(chǎn)生的剪應(yīng)力τ1和渦流產(chǎn)生的剪應(yīng)力τe之和，即目前一百五十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)四、邊界層及邊界層脫體（1）邊界層及其形成（a）（b）（c）（d）平壁上邊界層的形成目前一百五十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)層流邊界層湍流邊界層層流底層緩沖層

層流邊界層與湍流邊界層

管內(nèi)邊界層的形成及發(fā)展L0目前一百五十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)（2）邊界層分離倒流圖1-25邊界層分離示意圖旋渦ABC分離點(diǎn)SS’由上述可知：⑴流道擴(kuò)大時(shí)必造成逆壓強(qiáng)梯度；⑵逆壓強(qiáng)梯度容易造成邊界層的分離；⑶邊界層分離造成大量旋渦，大大增加機(jī)械能消耗。目前一百六十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

流體對(duì)球體或圓柱體的繞流會(huì)產(chǎn)生邊界層分離現(xiàn)象，形成旋渦，造成機(jī)械能損耗，表現(xiàn)為流體的阻力損失增大。這種阻力稱為形體阻力。而流體沿管道流過(guò)因速度梯度產(chǎn)生剪應(yīng)力所引起的流動(dòng)阻力稱為表皮阻力（或摩擦阻力）。若流體所經(jīng)過(guò)的流道有彎曲、有突然擴(kuò)大或縮小，流體流經(jīng)管件、閥門等地方，同樣會(huì)出現(xiàn)邊界層分離，產(chǎn)生旋渦，引起能量損耗。故在流體輸送中應(yīng)設(shè)法避免或減輕邊界層分離造成的阻力損失。但邊界層分離對(duì)傳熱及混合，卻有促進(jìn)作用，有時(shí)也要加以利用。目前一百六十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)162目前一百六十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)163目前一百六十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)164目前一百六十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)165目前一百六十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)

本節(jié)是在上節(jié)討論管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象基礎(chǔ)上，進(jìn)一步討論柏努利方程式中能量損失的計(jì)算方法。第四節(jié)流體流動(dòng)的阻力目前一百六十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)組成：由管、管件、閥門以及輸送機(jī)械等組成的。作用：將生產(chǎn)設(shè)備連接起來(lái)，擔(dān)負(fù)輸送任務(wù)。

當(dāng)流體流經(jīng)管和管件、閥門時(shí)，為克服流動(dòng)阻力而消耗能量。因此，在討論流體在管內(nèi)的流動(dòng)阻力時(shí)，必需對(duì)管、管件以及閥門有所了解。一、管路系統(tǒng)目前一百六十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)閥門管子管件(彎頭)輸送機(jī)械(泵)麥汁一級(jí)發(fā)酵罐柱式供養(yǎng)器泵板式滅菌器二級(jí)發(fā)酵罐酵母分離器攪拌式多罐型啤酒連續(xù)發(fā)酵流程圖菌種啤酒酵母泥目前一百六十八頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)分類：按材料：鑄鐵管、鋼管、特殊鋼管、有色金屬、塑料管及橡膠管等；按加工方法：鋼管又有有縫與無(wú)縫之分；按顏色：有色金屬管又可分為紫鋼管、黃銅管、鉛管及鋁管等。表示方法：φA×B，其中A指管外徑，B指管壁厚度，如φ108×4即管外徑為108mm，管壁厚為4mm。1管子(pipe)目前一百六十九頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)作用：改變管道方向(彎頭);

連接支管(三通);改變管徑(變形管);堵塞管道(管堵)。螺旋接頭卡箍接頭彎頭三通變形管管件：管與管的連接部件。2管件

(pipefitting)目前一百七十頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)截止閥

(globevalve)閘閥(gatevalve)止逆閥(checkvalve):單向閥裝于管道中用以開(kāi)關(guān)管路或調(diào)節(jié)流量。3閥門

(Valve)目前一百七十一頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)截止閥(globevalve)

特點(diǎn)：構(gòu)造較復(fù)雜。在閥體部分液體流動(dòng)方向經(jīng)數(shù)次改變，流動(dòng)阻力較大。但這種閥門嚴(yán)密可靠，而且可較精確地調(diào)節(jié)流量。應(yīng)用：常用于蒸汽、壓縮空氣及液體輸送管道。若流體中含有懸浮顆粒時(shí)應(yīng)避免使用。結(jié)構(gòu)：依靠閥盤的上升或下降，改變閥盤與閥座的距離，以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。目前一百七十二頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)閘閥(gatevalve)：閘板閥特點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，液體阻力小，且不易為懸浮物所堵塞，故常用于大直徑管道。其缺點(diǎn)是閘閥閥體高；制造、檢修比較困難。應(yīng)用：較大直徑管道的開(kāi)關(guān)。結(jié)構(gòu)：閘閥是利用閘板的上升或下降，以調(diào)節(jié)管路中流體的流量。目前一百七十三頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)止逆閥(checkvalve):

單向閥特點(diǎn)：只允許流體單方向流動(dòng)。應(yīng)用：只能在單向開(kāi)關(guān)的特殊情況下使用。結(jié)構(gòu)：如圖所示。當(dāng)流體自左向右流動(dòng)時(shí)，閥自動(dòng)開(kāi)啟；如遇到有反向流動(dòng)時(shí)，閥自動(dòng)關(guān)閉。目前一百七十四頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)離心泵離心風(fēng)機(jī)高壓風(fēng)機(jī)

4輸送機(jī)械(泵、風(fēng)機(jī))目前一百七十五頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)能量損失：流體在管內(nèi)從第一截面流到第二截面時(shí)，由于流體層之間或流體之間的湍流產(chǎn)生的內(nèi)摩擦阻力，使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，我們把這部分機(jī)械能稱為能量損失。能量損失可以通過(guò)阻力計(jì)算求得。流動(dòng)阻力：流體在管路中的流動(dòng)阻力可分為直管阻力和局部阻力兩類。二、流體在管路中的流動(dòng)阻力目前一百七十六頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)兩種阻力損失

直管阻力損失（wf）：流體流過(guò)直管造成的機(jī)械能損失稱為直管阻力損失。

局部阻力損失（w’f）：流體流經(jīng)管件（彎頭、三通、閥門）造成的機(jī)械能損失稱為局部阻力損失。直管阻力損失，J/kg局部阻力損失,J/kg直管壓頭損失，m局部壓頭損失,m直管壓力降，N/m2局部壓力降，N/m2目前一百七十七頁(yè)\總數(shù)二百六十三頁(yè)\編于十二點(diǎn)計(jì)算圓形直管阻力損失的通式（1）壓力降——阻力損失的直觀表現(xiàn)

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