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

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

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流體質(zhì)點的運動軌跡線。屬拉格朗日法的研究內(nèi)容。煙線/脈線/條文線

三、跡線和流線目前五頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點6流線

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

對于不可壓縮流體：一維定常流動積分形式的連續(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：對于不可壓縮流體的定常一維流動，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。一元流動總流的連續(xù)性方程：第二節(jié)連續(xù)性方程

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

求v1=?解：目前九頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點無黏流體微元體在質(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：寫成矢量式：第三節(jié)流體的運動微分方程

目前十頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點對于不可壓縮粘性流體，粘性體膨脹應(yīng)力為零，其運動方程為：

上式稱納維－斯托克斯（Navier-Stokes）方程。目前十一頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點對理想流動，認為流體無粘性，，這時運動方程簡化為歐拉方程：

或矢量形式：

目前十二頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點當流體靜止不動時，，則運動方程簡化為：目前十三頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點每1kg流體具有的內(nèi)能U、位勢能zg、動能1/2u2、壓力能pv或p/ρ、輸入工、換熱量滿足總能量守衡。qe考慮機械能轉(zhuǎn)化為熱，過程不可逆，記為機械能損失第四節(jié)伯努利方程

目前十四頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點兩邊同除以g

----考慮能量輸入黏性流體流動的伯努利方程令位壓頭、動壓頭和靜壓頭----理想流體流動的伯努利方程目前十五頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點水頭：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\總數(shù)二十八頁\編于十二點有效功率實際消耗的功率η——流體輸送機械的效率。目前十七頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點求：ps=?例題2:水流解：理想流動伯努利方程則伯努利方程的應(yīng)用舉例目前十八頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點例題3求：Q=?水管流動已知平均流速解：忽略流動損失所以因目前十九頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點管內(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\總數(shù)二十八頁\編于十二點已知:從高位槽向塔內(nèi)進料，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:h=？例題4，容器間相對位置的計算解：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\總數(shù)二十八頁\編于十二點利用噴射泵輸送氨。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，求噴嘴出口處的壓力。例題5，管內(nèi)流體壓力的計算解：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\總數(shù)二十八頁\編于十二點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，流體輸送機械功率的計算解：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\總數(shù)二十八頁\編于十二點24一、畢托管—

測量流速

沿流線B–A列伯努利方程：測壓管皮托管駐點，測總壓測靜壓總壓和靜壓之差稱為動壓。

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

文丘里流量計——

測量管道中的流量

測量原理：測量截面1和喉部截面2處的靜壓強差，根據(jù)測得的壓強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)，實驗標定。設(shè)：實際目前二十五頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點孔板流量計目前二十六頁\總數(shù)二十八頁\編于十二點