第12章流體流動

流體流動及其輸送流體的特點：流動性；形狀隨容器；受力內部產(chǎn)生相對運動。流體的連續(xù)性假設：

將流體視為無數(shù)流體微團（含大量分子）組成的的連續(xù)介質，可無限分割；流體微團遠小于設備的宏觀尺寸，遠大于分子自由程，不失流體的宏觀特性（壓強、密度、速度等）；流體的作用力表面力:流體體積表面上作用的力：切向力（粘滯力）；法向力（壓力）特點:接觸作用，大小與接觸面積成正比。質量力（體積力）:作用于流體全部質點上的力。重力；離心力；慣性力。特點：非接觸力，大小與流體質量成正比。壓力的特點：1）方向為作用面的內法向方向（垂直作用面）；2）大小與作用面的方向無關；3）大小與流體種類及其在流場中的位置有關。牛頓粘性定律剪應力Pa

動力粘度，簡稱粘度,Pa.s速度分布直圓管內流體的流動時的速度分布層流 湍流層流內層實際流體流動的機械能衡算式:位頭靜壓頭有效頭動壓頭壓力頭損失（速度頭）lossinheadPe=Weqm柏努利方程條件：（1）理想流體，沒有阻力，無外功加入（2）穩(wěn)態(tài)（3）不可壓縮流體或(P1-P2)/P1<20%***與體系是否同外界進行熱交換無關。柏努利方程的幾種表達形式p1+ρgz1+ρu12/2=p2+ρgz2+ρu12/2m=J/N,J/kgf靜壓頭位頭動壓頭kinetichead（速度頭）流體靜力學方程1)方程的適用條件：適用于重力場，靜止的，連續(xù)的，不可的壓縮流體;對于可壓縮流體，僅適用于壓力變化不大的埸合，當存在幾種不互溶的流體時，應分段應用靜力方程靜力學方程的幾種不同形式的意義P1+ρgZ1=P2+ρgZ2m=J/N,J/kgf以上均表示單位流體所具有的能量，表明各種能之間的可轉化性。壓頭位頭PressureHeadPotentialHead連續(xù)性方程ContinuityEqu.

實際流體流動的機械能衡算式:位頭靜壓頭有效頭動壓頭壓力頭損失（速度頭）lossinheadPe=Weqm范寧公式

局部阻力求法:當量長度法；局部阻力系數(shù)法。不同情況的局部阻力當量長度和阻力系數(shù)見有關資料p46

系統(tǒng)的總阻力等于系統(tǒng)各部分阻力及局部阻力的總和。計算依據(jù)：（1）

連續(xù)性方程；（2）

機械能衡算方程；（3）

阻力損失計算。實際流體流動的機械能衡算式:位頭靜壓頭有效頭動壓頭壓力頭損失（速度頭）lossinheadPe=WeqmPumpingequipmentforliquidsTwomainforms:ThepositivedisplacementtypeCentrifugalpumps液體輸送設備------泵；氣體輸送設備------機；PumpingequipmentforliquidsReciprocatingpump(往復泵）Thepistonpump(活塞泵）Theplungerorrampump（柱塞泵）Thediaphragmpump（隔膜泵）Themeteringpump（計量泵）Positivedisplacement

rotarypump（旋轉泵）Thegearpump（齒輪泵）,Thescrewpump（螺桿泵）FactorsinfluencethechoiceofpumpThequantityofliquidtobehandledTheheadagainstwhichtheliquidistobepumpedThenatureoftheliquidtobepumpedviscosityfrictionlossespowerrequiredcorrosivethematerialofconstructionThenatureofthepowersupplyelectricmotor,internalcombustionengineorsteamengineIntermittentorcontinuousCost(capecity)離心泵特性曲線灌泵(氣縛)應封閉啟動在高效區(qū)工作92%葉輪直徑和轉速對特性曲線的影響

離心泵的氣蝕現(xiàn)象指泵入口距吸入液面間的垂直距離Z過大，泵入口P下降低于Ps時，液體氣化，進入高壓區(qū)，破碎冷凝消失，產(chǎn)生局部真空，周圍液體以極大的速度沖向凝聚處，沖擊壓力大至幾百個大氣壓，沖擊頻率高，損失葉輪，稱為離心泵的汽蝕現(xiàn)象。（空蝕）發(fā)生氣蝕時的特征振動，噪聲，流量，壓頭下降，效率下降，離心泵不能正常操作。管路特性曲線

a:低阻管路b:高阻管路離心泵的工作點

(Dutypoint)

離心泵工作點的調整（流量調節(jié)）

a．節(jié)流調節(jié)（閥門調節(jié)）:HD-HB

b.

調節(jié)離心泵轉速或改變葉輪直徑往復泵的特性正位移特性（容積泵）其流量取決于位移，活塞面積,頻率與壓頭無關。理論上離心泵壓頭可達任意高。實際上受泵體強度限制，同時也受泵原動