第一章流體ppt課件-wenkub.com

　 　

【正文】 。 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 87/89 復 習 重要公式 ???????? fe hpugZWpugZ ?? 22221211 2121靜止 ??2211pgZpgZ ???2222112121duduVVWW ssCss??? ????? ??? ?圓形?）；（湍流：層流：出進 (,22)R e ,Re6422239。 ? 安裝要求： 1）必須安裝在垂直管路中； 2）且流體必須向上流動； 3）應安裝支路以便于檢修。 文丘里流量計 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 84/89 167。 17 流量測量 二、 孔板 流量計 ? 流體通過 孔板的流動狀況 ? 測試原理 R1122d , u 1 1 d , u 0 0 d , u 3 3)]([2 0101212120 ZZgppCCuu ????? ?442002110011 duduAuAu ?? ???? ? ? ? ? ?120 1 2R g gpp zz??? ? ? ? ? ?41021)(1 ddCCC????? gRCuo)(2 0 ????? gRCAVs)(2 00??流量系數 ： )(10 AAfC 流動阻力，取壓方式，?材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 83/89 167。 ? 缺點 :不能直接測得平均流速或流量；讀數小，常需配微差壓差計；不適用于含顆粒的流體。 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 78/89 167。 16 管路計算 2 2 3CC C 0 . 7 8 5 0 . 0 3 1 . 6 2 4 . 1 2 m h4 dVu?? ? ? ? ?因此 AB管路流量為： 3C 15 2 19. 12 m hV V? ? ? ?要達到由泵向容器 C輸水 ，管路系統要求泵提供的軸功率必須增加。 標準彎頭 ζ= ； 管出口（突然擴大） ζ= 1。 （取泵的效率為 60%，水的密度為 1000kg/m3，粘度為 103Pa容器 C內氣壓為（表）。已知泵吸入管路內徑為 50mm，有90176。 16 管路計算 1 2 3w w w w? ? ?四、并聯管路 A Bd , Vd 1 ,V 1d 2 ,V 2d 3 ,V 3? 主管中的質量流量等于并聯各支管內質量流量之和： 特點： 1 2 21 2 2V V V V? ? ? ?? ? ?或 ? 從分流點 A至合流點 B，單位質量的流體無論通過哪一根支管，阻力損失都相等，即 ： 1 2 3A Bf f f fh h h h? ? ?為什么？ 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 68/89 167。22222333OmHgpuhfpusmuumZZhupgZupgZf????????????????? ??????可以計算得到閘閥 1/4開度時，閘閥的 ζ=24， λ=， Vs= 103m3/s， p3/ρg=（表） 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 66/89 167。說明假設的 λ 與實際的 λ吻合，計算結果有效， Vs= 103m3/s。 校核雷諾數： Re=（ duρ/μ） =58700 由 Re、 ε/d查 λ=，即假設值與 u=差別。 16 管路計算 0 . 5 m1 0 m112233pa（ p3pa)/(ρg) 解：在 1 22截面間以 22截面基準面建立柏努利方程： gZhuuppZmZhfupgZupgZf 1212121222221110(0,0,1022???????????????表），??思考題：在該管路系統中，改變閘閥的開度或增加管件數量，則流體阻力是否變化？33截面的壓強是否變化 ?為什么？ 設流體在阻力平方區流動，由 ε /d查得 λ =。輸水管內直為 53mm， ε/d=。 16 管路計算 二、簡單管路 ? 構成：由不同直徑的直管段和系列管件串聯而成。 設計型 操作型 ? 按計算的具體內容： 1） 已知 :d、 l、 ∑le、 Vh，求： N(We,η）或（ Z1Z2） 。 流體：加極少量的添加劑，影響流體運動的內部結構。 回彎管 球心閥（全開） 出口 1 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 59/89 167。 15 流體在管內的流動阻力 解 :取球心閥所在水平管段的管中線所在水平面為基準面 ,在 122（左側）（右側）截面間列柏努利方程： 0,)((0,0,221422121222111?????????????? ?uPapatppZZZhfupgZupgZ表表），??smuusmdVsu/22/)1032(3600342232?????????管道內，所以該截面，但流體仍處于剛好達到截面（左側），即流體由于取?材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 58/89 167。 標準彎頭 2個， 180176。 管件管段的第表示第管段，其直徑為：第 jijdiiudludlelhfiNiNiMjijiMj:。22udlePfudlehf ??? ??? 或二、當量長度法 將流體流過局部管件或閥的機械能損失等效為流過相同直徑長度為 le的直管的機械能損失。2uhf ??ζ：稱局部阻力系數，從有關手冊、圖表查取，或由實驗測定 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 54/89 167。 15 流體在管內的流動阻力 外 殼 內 徑 為 D , 列 管外 徑 為 d , 則 殼 程 的當 量 直 徑 d e = ?ab矩 形 管 道 的 d e = ?注意： de只用以計算 Re和l/de，不能由de及 Vs計算 u。 15 流體在管內的流動阻力 63103~103ReRe5 0 0 5 ?????適用范圍：顧毓珍等公式： ?Re1Re)Re g (1???????????????????ddK a r ma nN i k u r a d s edddC o l e b r o o k適用條件：公式：適用條件：公式：粗糙管 : 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 51/89 167。選擇： d、 u、 ρ。 hf=f（ μ 、 ρ 、 d、 l、 ε 、 u） ? 因次分析： 理論基礎： 因次一致性原則 π定理： i=nm。 15 流體在管內的流動阻力 ))(1()(42m a x22RruurRlPurfr???????lRpu f42m a x??? 平均流速與最大流速的關系 ： 202RVsAVsur d ruVsRr????? ?m a x02m a x2 212))(1(1 uur drRruRuR???? ? ??材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 45/89 167。 15 流體在管內的流動阻力 22444)(22221udluhdlhdldppdlFff???????????????難以確定。（流過管件：彎頭、活接頭、孔板閥等） ∑hf= hf+ hf180。 ? 邊界層的分離 流體流過管件： 擴大與縮小 、 直角彎頭 、 圓角彎頭 孔板 文丘里管 轉子 蝶閥 隔膜閥 止回閥 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 39/89 167。 ? 邊界層的厚度 ： uδ= 材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 37/89 167。 三、流體阻力 ? 層流： η=μdur/dr ? 湍流： η=(μ+e)dur/dr e：渦流系數，與 Re有關。 143流動類型與雷諾準數 ? 雷諾實驗 層流（滯流）、湍流（紊流） ? 雷諾準數 Re=duρ/μ [Re]= Re〈 2022：層流 Re〉 4000：湍流 2022〈 Re〈 4000：可能是層流， 也可能是湍流。 ? 物理意義：促使流體流動產生單位速度梯度的剪應力。 14 流體的流動現象 y v x v =0F 內部存在內摩擦力或粘滯力動力粘度 簡稱 粘度 dydu?? ??單位面積上的內摩擦 力， 2mN 速度梯度 167。 13 流體流動的基本方程 支管中的水將向上流流體的總勢能：截面處則??????,/13323333EEkgJpgZEkg?? 流體能否流動或流動方向判斷的實質是靜力學問題。 11223 33 m解：設支管中的水處于靜止狀態。 13 流體流動的基本方程 例 20℃ 的水以 7m3/h的流量流過如圖所示的文丘里管，在喉頸處接一支管與下部水槽相通。 13 流體流動的基本方程 二、柏努利方程的應用 ? 流速或流量 ? 設備間的相對位置 ? 流體輸送設備的軸功率 ? 管路系統中的壓強分布 ? 測量或計算管路的能耗 ? 判斷流動方向 ? 駐點壓強 ? 非定態系統中的瞬時流速或流量 例 已知管道尺寸為 ?114?4mm，流量為 85m3/h，水在管路中流動時的總摩擦損失為 10J/kg（不包括出口阻力損失），噴頭處壓力較塔內壓力高 20kPa，水從塔中流入下水道的摩擦損失可忽略不計。 ? 非定態系統：任一瞬間 → 柏努利方程。 13 流體流動的基本方程 ??22221211 22pugZpugZ ?????理想流體，且 We=0 三、柏努利方程式的討論 ? 理想流體的 機械能守衡方程 ：動能、位能、靜壓能之間可以相互轉化。vvpdvQeU材料與化學工程學院 化學工程教研室 化工原理 第一章 流體流動 24/89 167。 13 流體流動的基本方程 ? 能量交換 熱： Qe。 13 流體流動的基本方程 167。 13 流體流動的基本方程 167。 ? 質量流速 (G)：單位時間內流過單位截面積的流體質量，kg/。 131流量與流速 一、 流量 ? 定義：單位時間內流體流過管道任一截面的量被稱為流量。 12 流體靜力學基本方程 要求： A與 B不互溶，而且的密度相近分別為 ρ ρ 2，當水庫的截面積 187。 gRgZppRggZmpp