流体:密度 单位体积流体的质量 比容 单位质量流体具有的体积,是密度的倒数 V=V/m=1/
混合物
静力学基本方程
液封,确保设备安全:当设备内压力超过规定值时,
气体从液封管排出;防止气柜内气体泄漏
高度 h=P(表)/
体积流量Vs 质量流量m s m s=Vs
流速u 质量流速G
流速选择 管径
定态流动,管路中流体无增加和损失
即不可压缩流体在管路中任意截面的流速与管内径的平方成反比 。
定态流动能量衡算:内能U,位能zg,动能1/2u2
静压能Fl=PV 1kg P/ 热qe 外功We
实际流体的机械能衡算
以单位质量:不可压缩无热交换温度不变
设1kg流体损失的能量为ΣWf 单位(J/kg)
以单位重量,同除g 单位是m
令
位压头动压头静压头外加压头压头损失
以单位体积 同乘以
= 压力损失
理想衡算,流动中 没有摩擦阻力
有效功率 Ne=ms We 轴功率 N=Ne/?
牛顿粘性定律
µ: Pa*s 内摩擦力 剪应力 法相速度梯度1/s
粘度:流体流动时在与流动方向垂直的方向上产生单位速度梯度所需的剪应力
液体T ↑ → m ↓ 一般气体T ↑ → m ↑
超高压气体p ↑ → m ↑ 粘度cP(厘泊)1cP=10-3 Pa·s
动力粘度 m2/s
雷诺数Re反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系,标志着流体流动的湍动程度
Re≤2000时,流动为层流(滞流),此区称为层流区
Re≥4000时,一般出现湍流(紊流),此区称为湍流区
2000< Re <4000 时,流动可能是层流,也可能是湍流,该区称为不稳定的过渡区
流体在圆形直管内层流流动时,其速度呈抛物线分布层流流动时的平均速度为管中心最大速度的1/2。
流动边界层:存在着较大速度梯度的流体层区域,即流速降为主体流速的99%以内的区域。
边界层厚度:边界层外缘与壁面间的垂直距离
边界层区考虑粘度和剪应力,主流区可视为理想流体
层流边界层:在平板的前段,边界层内的流型为层流
湍流边界层:离平板前沿一段距离后,边界层内的流型转为湍流
Re越大,湍动程度越高,层流内层厚度越薄
层流内层为传递过程的主要阻力
边界层分离的必要条件:流体具有粘性;
流动过程中存在逆压梯度
边界层分离的后果: 产生大量旋涡;
造成较大的能量损失
直管阻力:流体流经一定直径的直管时由于内摩擦而
产生的阻力
局部阻力:流体流经管件、阀门等局部地方由于流速
大小及方向的改变而引起的阻力。
阻力的表现形式:流体的流动阻力表现为静压能的减少,水平安装时,流动阻力恰好等于两截面的静压能之差
皮托管测量流体的点速度,可测速度
孔板流量计的测量范围受U形压差计量程决定。安装在稳定流段,上游l>10d,下游l>5d; 结构简单,制造与安装方便 ; 能量损失较大
文丘里流量计属差压式流量计,能量损失小,造价高
转子流量计:永远垂直安装,且下进、上出,安装支路,以便于检修。 读数方便,流动阻力很小,测量范围宽,测量精度较高; (3)玻璃管不能经受高温和高压,在安装使用过程中玻璃容易破碎
直管定态流动:推动力=摩擦力
=
损失的能量=
令,则(范宁公式)
压头损失 压力损失
层流, 成正比。与无关,只与Re有关
湍流,λ与Re无关,只与有关
湍流光管 Re=5×103~105
绝对粗糙度 :管道壁面凸出部分的平均高度
相对粗糙度/d:绝对粗糙度与管内径的比值
局部阻力:阻力系数法ζ——局部阻力系数
,J/kg ,J/N=m
1、突然扩大:
2、突然缩小:
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