第一章空氣動(dòng)力學(xué)基本特征

1、第一章第一章空氣的性質(zhì)和空氣管道的基本方程（空氣的性質(zhì)和空氣管道的基本方程（4節(jié)課）節(jié)課）重點(diǎn)：重點(diǎn)：l壓力單位以及換算壓力單位以及換算l體積流量計(jì)算公式體積流量計(jì)算公式l連續(xù)方程連續(xù)方程l通風(fēng)管道的能量方程通風(fēng)管道的能量方程1.1空氣的性質(zhì)1.空氣的密度、比體積和重度密度l 定義：?jiǎn)挝惑w積空氣所具有的質(zhì)量）l 公式： =m/Vl 單位：kg/m3比體積vl 定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量所具有的體積l 公式：v=V/ml 公式：m3/kg重度l 定義：?jiǎn)挝惑w積所具有的空氣的重量l 公式： =G/Vl 單位：N/m3標(biāo)準(zhǔn)空氣：標(biāo)準(zhǔn)空氣：密度密度=1.2=1.2kg/m3kg/m3 思考：標(biāo)準(zhǔn)空氣的重度？思考：

2、標(biāo)準(zhǔn)空氣的重度？2.壓力：定義：壓力的單位:(三種表示方法） 單位面積的壓力表示：1kgf/m2 =9.81Pa=1 mmH2O 液注高度表示（mmH2O 或者mmHg)： 大氣壓力表示：l 標(biāo)準(zhǔn)l 工程大氣壓l 絕對(duì)壓力：Psl 相對(duì)壓力：Pr3.溫度：絕對(duì)溫度和相對(duì)溫度（T=t+273)4、壓力、密度、溫度之間的關(guān)系等溫過程:體積與壓力成反比等壓過程：體積與絕對(duì)溫度成正比變化過程：PV=KT空氣密度計(jì)算： =P/kT k為一常數(shù)，對(duì)于干燥空氣k=287.33Nm/kgK;對(duì)于中等濕度（=50%）的空氣，k=288.4Nm/kgK思考：計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)空氣的密度？5.黏性：定義：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 內(nèi)摩擦力

3、反抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)注意：空氣等氣體的黏性隨溫度增高而增大，而水等液體的黏性隨溫度的升高而減小6.濕度：干燥空氣（沒有水蒸氣的空氣）；絕對(duì)濕度：相對(duì)濕度：1.2 1.2 空氣管流的幾個(gè)空氣管流的幾個(gè) 概念概念一、空氣的流動(dòng)1.通風(fēng)的形式（補(bǔ)充）（1）空氣流動(dòng)的條件 ： 壓力差、流動(dòng)通道（2）機(jī)械通風(fēng)：壓力差思考通風(fēng)作用？除塵、輸送、降水、降濕、烘干、冷卻、環(huán)流熏蒸和低溫儲(chǔ)糧2. 空氣流動(dòng)時(shí)的壓力（1）靜壓力 l 管道中空氣任何情況都有管道中空氣任何情況都有l(wèi) 靜壓力同一截面各個(gè)方向相同靜壓力同一截面各個(gè)方向相同l 正負(fù)都可正負(fù)都可l 表示方法：表示方法：HjHj （2）動(dòng)壓力 l 正值正值l 空氣運(yùn)動(dòng)

4、時(shí)產(chǎn)生，靜止無空氣運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生，靜止無l 表示方法：表示方法：Hd=Hd=vv2 2/2/2 （3）全壓力 Hq=Hj+Hd 3.空氣流動(dòng)時(shí)的流量和平均風(fēng)速（1）流量 流量：定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流過管道或者設(shè)備某一有效斷面的空氣量單位：m3/s或者m3/h，用Q表示。提及有用M（質(zhì)量）或者G（重量）表示的，通風(fēng)用Q（體積） （2 2）平均風(fēng)速）平均風(fēng)速 畫圖強(qiáng)調(diào)：黏性畫圖強(qiáng)調(diào)：黏性各處速度不同各處速度不同中心中心最大最大方便研究方便研究假設(shè)速度相同假設(shè)速度相同平均風(fēng)速平均風(fēng)速vpvp（3 3）風(fēng)量的計(jì)算）風(fēng)量的計(jì)算 公式：公式：Q=AVp Q=AVp 強(qiáng)調(diào)單位，強(qiáng)調(diào)單位， 注意糧食加工廠都是圓管，圓

5、管推導(dǎo)式：注意糧食加工廠都是圓管，圓管推導(dǎo)式： 舉例：舉例：Q=1/4DQ=1/4D2 2 v vp p 二、流體的連續(xù)性方程1.連續(xù)性方程：l根據(jù)質(zhì)量守恒根據(jù)質(zhì)量守恒 Q1=Q2=Q2.風(fēng)速與管道截面的關(guān)系；lA1V1=A2V2 l無論截面面積如何變化，流過斷面的流量不變；無論截面面積如何變化，流過斷面的流量不變；l同一管道中，任意斷面面積與平均風(fēng)速呈反比，面積大，同一管道中，任意斷面面積與平均風(fēng)速呈反比，面積大，風(fēng)速小，面積小，風(fēng)速大。風(fēng)速小，面積小，風(fēng)速大?？偨Y(jié)：見教材總結(jié)：見教材7頁頁1-173.3.風(fēng)速與圓管直徑的關(guān)系風(fēng)速與圓管直徑的關(guān)系: :D12/D22=V2/V1 l 同一管道

6、中，平均風(fēng)速與風(fēng)管直徑成反比。同一管道中，平均風(fēng)速與風(fēng)管直徑成反比。l 吸塵裝置采用收縮管，為保證吸走灰塵，又不吸吸塵裝置采用收縮管，為保證吸走灰塵，又不吸走物料。走物料。作業(yè)：思考作業(yè)：思考13頁計(jì)算題頁計(jì)算題2三、伯努利方程1.理想流體的伯努利方程:l靜壓能、動(dòng)壓能和位能之和為一常數(shù) （p9)lH=常數(shù)，或者H1=H2 2.能量的轉(zhuǎn)換:l攜帶總能量在任何位置不變，同一斷面的位勢(shì)能、壓力勢(shì)能和動(dòng)能可相互轉(zhuǎn)換3.通風(fēng)管道的能量方程:l 實(shí)際工程中，空氣有黏性，有能量損失，即壓力實(shí)際工程中，空氣有黏性，有能量損失，即壓力損失，就是管道中有阻力。損失，就是管道中有阻力。l 實(shí)際流體能量方程：實(shí)際流

7、體能量方程：H靜靜1+v12 /2=H靜靜2+v22 /2+H損損l 或者或者Hq1=Hq2+ H損損1-2 注意：注意： 空氣在流動(dòng)中能量一直損失，全壓不斷變小，空氣在流動(dòng)中能量一直損失，全壓不斷變小，所以得采用通風(fēng)機(jī)不斷為流體補(bǔ)充能量，才能實(shí)所以得采用通風(fēng)機(jī)不斷為流體補(bǔ)充能量，才能實(shí)現(xiàn)空氣連續(xù)流動(dòng)現(xiàn)空氣連續(xù)流動(dòng)掌握內(nèi)容l壓力單位以及換算壓力單位以及換算l體積流量計(jì)算公式體積流量計(jì)算公式l連續(xù)方程連續(xù)方程l通風(fēng)管道的能量方程通風(fēng)管道的能量方程2.空氣在管道中的壓力測(cè)量（1）常用的測(cè)壓儀器U形壓力計(jì)A、U形壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)：兩端開口的U形玻璃管、以毫米為單位的刻度尺、底板B、U形壓力計(jì)的測(cè)壓原理：

8、一端與測(cè)壓點(diǎn)連接，一端聯(lián)接大氣，在管道中壓力的作用下，U形管的兩邊形成液壓差，讀數(shù)為所測(cè)壓力的相對(duì)壓力。C、使用U形壓力計(jì)要注意的問題 l 一般為水，所讀數(shù)為mmH2O。l 使用垂直放置，測(cè)壓液位于0刻度點(diǎn)l 軟管聯(lián)接可靠，不漏氣，l 讀數(shù)時(shí)候眼睛與液面保持水平，l 所測(cè)壓力小于20 mmH2O不易采用。2單管壓力計(jì)A、單管壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)B、單管壓力計(jì)的測(cè)壓原理3斜管壓力計(jì)A、斜管壓力計(jì)的結(jié)構(gòu)B、斜管壓力計(jì)的測(cè)壓原理4畢托管A、畢托管的結(jié)構(gòu)：兩根薄壁空心紫剛管套裝，有四個(gè)孔道B、畢托管的工作原理：全壓、動(dòng)壓、靜壓C、使用畢托管要注意的問題：檢查各管道，不能堵塞；A孔所在的彎曲直角段方向應(yīng)與氣流方

9、向盡可能平行，防止造成太大的誤差。（2）測(cè)定方法1測(cè)定斷面位置的選擇l測(cè)定作業(yè)設(shè)備、除塵器、進(jìn)卸料儀器以及各種變形管的阻力時(shí)，測(cè)定斷面位置在緊靠這些設(shè)備裝置的進(jìn)出口處。l測(cè)定管道中風(fēng)速風(fēng)量時(shí)，為了盡量減小氣流不穩(wěn)定對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，測(cè)定斷面位置應(yīng)離設(shè)備裝置以及變形管有足夠距離，盡可能將測(cè)定斷面選在直長管部分。以氣流方向?yàn)闇?zhǔn)，測(cè)定斷面離上游設(shè)備或者管件距離應(yīng)該不小于管徑的4-5倍，離下游設(shè)備或者管件距離應(yīng)不小于管徑的2倍，管道直長部分較短時(shí)，測(cè)定斷面應(yīng)該偏向下游方向的設(shè)備或者管件2斷面上測(cè)點(diǎn)的選擇斷面上測(cè)點(diǎn)的位置采用等截面分環(huán)法。畫圖：舉例：3 3壓力測(cè)定的方法壓力測(cè)定的方法A、測(cè)定靜壓力：靜壓直接用U形壓力計(jì)，或者用畢托管，可以用軟管將畢托管靜壓輸出孔B與U形壓力計(jì)一開口端相連，得出結(jié)果。B、測(cè)定全壓力：用軟管將畢托管全壓輸出孔C與U形壓力計(jì)一開口端相連。C、測(cè)定動(dòng)壓力：動(dòng)壓力=全壓-靜壓，所以可將畢托管的全壓輸出孔C和靜壓輸出孔B分別與U形壓力計(jì)的兩個(gè)開口端用軟管連接，U形壓力計(jì)所讀數(shù)就是動(dòng)壓力。（3）測(cè)定數(shù)據(jù)的處理4、注意事項(xiàng)： 連接正確 管道中有正負(fù)之分，注意觀察壓力計(jì)液注的上升方向。5、處理數(shù)據(jù) 將結(jié)果記錄，多點(diǎn)測(cè)量求其平均值。（靜壓、全壓、動(dòng)壓（負(fù)值按照