流體輸送與傳熱技術(shù)2

流體輸送與傳熱技術(shù)演示文稿1目前一頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)流體輸送與傳熱技術(shù)目前二頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)3按照流體性質(zhì)劃分：可壓縮流體的流動(dòng)和不可壓縮流體的流動(dòng)；理想流體的流動(dòng)和粘性流體的流動(dòng)；牛頓流體的流動(dòng)和非牛頓流體的流動(dòng)；按照流動(dòng)特征區(qū)分：有旋流動(dòng)和無(wú)旋流動(dòng)；層流流動(dòng)和湍流流動(dòng)；定常流動(dòng)和非定常流動(dòng)；

超聲速流動(dòng)和亞聲速流動(dòng)；按照流動(dòng)空間區(qū)分：內(nèi)部流動(dòng)和外部流動(dòng)；一維流動(dòng)、二維流動(dòng)和三維流動(dòng)；二、流動(dòng)分類(lèi)目前三頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)定常流動(dòng)、非定常流動(dòng)（steadyandunsteadyflow)非定常流動(dòng)：定常流動(dòng)：目前四頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)5跡線(xiàn)

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流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡線(xiàn)。屬拉格朗日法的研究?jī)?nèi)容。煙線(xiàn)/脈線(xiàn)/條文線(xiàn)

三、跡線(xiàn)和流線(xiàn)目前五頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)6流線(xiàn)

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速度場(chǎng)的矢量線(xiàn)。任一時(shí)刻t，曲線(xiàn)上每一點(diǎn)處的切向量都與該點(diǎn)的速度向量相切。流線(xiàn)微分方程：目前六頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)7流線(xiàn)的幾個(gè)性質(zhì)：在定常流動(dòng)中，流線(xiàn)不隨時(shí)間改變其位置和形狀，流線(xiàn)和跡線(xiàn)重合。在非定常流動(dòng)中，由于各空間點(diǎn)上速度隨時(shí)間變化，流線(xiàn)的形狀和位置是在不停地變化的。流線(xiàn)不能彼此相交和折轉(zhuǎn)，只能平滑過(guò)渡（一般情況）。流線(xiàn)密集的地方流體流動(dòng)的速度大，流線(xiàn)稀疏的地方流動(dòng)速度小。跡線(xiàn)和流線(xiàn)的差別：跡線(xiàn)是同一流體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移曲線(xiàn)，與Lagrange觀點(diǎn)對(duì)應(yīng)；流線(xiàn)是同一時(shí)刻、不同流體質(zhì)點(diǎn)速度向量的包絡(luò)線(xiàn)，與Euler觀點(diǎn)對(duì)應(yīng)。目前七頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)8A1，A2為總流上的任意兩個(gè)截面和分別表示兩個(gè)截面上的平均流速，并將截面取為有效截面：

對(duì)于不可壓縮流體：一維定常流動(dòng)積分形式的連續(xù)性方程

方程表明：在定常管流中的任意有效截面上，流體的質(zhì)量流量等于常數(shù)。

方程表明：對(duì)于不可壓縮流體的定常一維流動(dòng)，在任意有效截面上體積流量等于常數(shù)。在同一總流上，流通截面積大的截面上流速小，在流通截面積小截面上流速大。一元流動(dòng)總流的連續(xù)性方程：第二節(jié)連續(xù)性方程

目前八頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)例題1：旋風(fēng)除塵器，A2=100mm*20mm,d1=100mm,v2=12m/s

求v1=?解：目前九頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)無(wú)黏流體微元體在質(zhì)量力和表面力的作用下產(chǎn)生的加速度，根據(jù)牛頓第二定律：兩端同除以微元體的質(zhì)量,并整理有：寫(xiě)成矢量式：第三節(jié)流體的運(yùn)動(dòng)微分方程

目前十頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)對(duì)于不可壓縮粘性流體，粘性體膨脹應(yīng)力為零，其運(yùn)動(dòng)方程為：

上式稱(chēng)納維－斯托克斯（Navier-Stokes）方程。目前十一頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)對(duì)理想流動(dòng)，認(rèn)為流體無(wú)粘性，，這時(shí)運(yùn)動(dòng)方程簡(jiǎn)化為歐拉方程：

或矢量形式：

目前十二頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)當(dāng)流體靜止不動(dòng)時(shí)，，則運(yùn)動(dòng)方程簡(jiǎn)化為：目前十三頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)每1kg流體具有的內(nèi)能U、位勢(shì)能zg、動(dòng)能1/2u2、壓力能pv或p/ρ、輸入工、換熱量滿(mǎn)足總能量守衡。qe考慮機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱，過(guò)程不可逆，記為機(jī)械能損失第四節(jié)伯努利方程

目前十四頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)兩邊同除以g

----考慮能量輸入黏性流體流動(dòng)的伯努利方程令位壓頭、動(dòng)壓頭和靜壓頭----理想流體流動(dòng)的伯努利方程目前十五頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)水頭：位置，壓力，速度三、伯努利方程的能量意義和幾何意義摩擦損失目前十六頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)有效功率實(shí)際消耗的功率η——流體輸送機(jī)械的效率。目前十七頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)求：ps=?例題2:水流解：理想流動(dòng)伯努利方程則伯努利方程的應(yīng)用舉例目前十八頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)例題3求：Q=?水管流動(dòng)已知平均流速解：忽略流動(dòng)損失所以因目前十九頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)管內(nèi)流速分布充分發(fā)展層流彎管管內(nèi)充分發(fā)展湍流目前二十頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)已知:從高位槽向塔內(nèi)進(jìn)料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔內(nèi)的壓力均為大氣壓。φ45×2.5mm，送液量為3.6m3/h。壓頭損失為1.2m（不包括出口能量損失），問(wèn):h=？例題4，容器間相對(duì)位置的計(jì)算解：u1≈0；p1=0（表壓）；He=0

z2=0；p2=0（表壓）；Σhf=1.2m

m/s目前二十一頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)利用噴射泵輸送氨。稀氨水的質(zhì)量流量1×104kg/h，密度1000kg/m3，入口表壓147kPa。管道內(nèi)徑53mm，噴嘴出口內(nèi)徑13mm，噴嘴能量損失忽略不計(jì)，求噴嘴出口處的壓力。例題5，管內(nèi)流體壓力的計(jì)算解：z1=z2；

p1=147×103Pa（表壓）；We=0；

ΣWf=0m/s代入伯努利公式

p2=－71.45kPa（表壓）目前二十二頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)將敞口堿液池中堿液（密度1100kg/m3）輸送至吸收塔頂。泵入口管徑φ108×4mm，流速為1.2m/s，出口φ76×3mm。貯液池中堿液深度1.5m，池底至塔頂噴嘴入口處垂直距離20m。管路能量損失30.8J/kg（不包括噴嘴），噴嘴入口處壓力29.4kPa（表壓）。泵效率60%，求泵所需的功率。例題6，流體輸送機(jī)械功率的計(jì)算解：z1=1.5m,z2=20m;p1=0;u1≈0;ΣWf=30.8J/kg;

p2=29.4×103Pa（表壓）,

ρ=1100kg/m3

m/s代入公式目前二十三頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)24一、畢托管—

測(cè)量流速

沿流線(xiàn)B–A列伯努利方程：測(cè)壓管皮托管駐點(diǎn)，測(cè)總壓測(cè)靜壓總壓和靜壓之差稱(chēng)為動(dòng)壓。

法國(guó)人皮托，1773年動(dòng)壓管工程實(shí)際中常將靜壓管和畢托管組合在一起，稱(chēng)為畢托－靜壓管或者動(dòng)壓管。第五節(jié)測(cè)量流速和流量的儀器實(shí)際：C是修正系數(shù)目前二十四頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)25二

文丘里流量計(jì)——

測(cè)量管道中的流量

測(cè)量原理：測(cè)量截面1和喉部截面2處的靜壓強(qiáng)差，根據(jù)測(cè)得的壓強(qiáng)差和已知的管子截面積，應(yīng)用伯努里方程和連續(xù)性方程，就可以求得流量。連續(xù)性方程：伯努利方程：聯(lián)立求解：---修正系數(shù)，實(shí)驗(yàn)標(biāo)定。設(shè)：實(shí)際目前二十五頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)孔板流量計(jì)目前二十六頁(yè)\總數(shù)二十八頁(yè)\編于十二點(diǎn)