師范類《化工基礎(chǔ)》課件-CH2-流體的流動(dòng)與輸送

第二章流體的流動(dòng)與輸送第一節(jié)一些基本概念第二節(jié)流體定態(tài)流動(dòng)時(shí)的衡算第三節(jié)實(shí)際流體的流動(dòng)第四節(jié)流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的阻力計(jì)算第五節(jié)流體的輸送機(jī)械第二章流體的流動(dòng)與輸送第一節(jié)一些基本概念2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送2研究目的確定輸送量的大小和設(shè)備類型

確定輸送管徑大小

流體流量的測(cè)定與控制

強(qiáng)化生產(chǎn)設(shè)備2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送2研究目的確定2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送3化工生產(chǎn)中的一些流體流動(dòng)過程操作操作實(shí)質(zhì)應(yīng)用實(shí)例流體輸送流體經(jīng)過圓管的流動(dòng)流體輸送，孔板流量計(jì)的應(yīng)用，泵的應(yīng)用過濾液體經(jīng)過固體顆粒床層的毛細(xì)管運(yùn)動(dòng)懸浮液的回轉(zhuǎn)吸濾，板框壓濾重力沉降固體顆粒在流體中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)懸浮液的重力沉降，礦石的沉降分級(jí)離心分離離心力作用下的物體顆粒在流體中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)爐氣的旋風(fēng)除塵，懸浮液的離心分離，攪拌攪拌槳形成的流體的整體運(yùn)動(dòng)和湍動(dòng)乳濁液的攪拌流態(tài)化固體顆粒床層在氣流作用下膨脹，懸浮，沸騰，相對(duì)運(yùn)動(dòng)而成流化床（密相流化）硫鐵礦的沸騰培燒，萘流化床催化氧化固體顆粒受氣流作用，懸浮并夾帶而成氣流輸送（固相流化）催化裂化中催化劑的氣流提升固體，粉末的氣流輸送2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送3化工生產(chǎn)中的2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送4第一節(jié)一些基本概念一、理想流體和實(shí)際流體理想流體：是指不具粘度，因而流動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生摩擦的流體。理想流體

理想氣體

理想液體理想流體的特點(diǎn)

理想液體不可壓縮不膨脹，無相互作用。

理想氣體流動(dòng)時(shí)沒有摩擦阻力2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送4第一節(jié)一2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送5當(dāng)溫度等條件改變時(shí)可用理想氣體方程確定以當(dāng)時(shí)條件和標(biāo)準(zhǔn)條件對(duì)比時(shí)：V—該條件下氣體的體積，單位為m3P—該條件下系統(tǒng)的壓力，單位為Pa；T—該條件下系統(tǒng)的溫度，單位為KM—?dú)怏w的摩爾質(zhì)量，單位為kg.mol-1R—摩爾氣體常數(shù)，8.314J.K-1.mol-1

或0.08206m3.atm.k-1.kmol-12022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送5當(dāng)溫度等條件2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送6實(shí)際流體：是指具有粘度，流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生摩擦阻力的流體。實(shí)際氣體：分子間有相互作用，分子有一定體積。實(shí)際液體：分子間有相互作用，可壓縮，有熱膨脹?！盍鲃?dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻力☆不是可以無限壓縮☆高T低p時(shí)可按理想氣體處理?！盍鲃?dòng)產(chǎn)生阻力較氣體的大☆可壓縮性?。?00atm,減小1/200。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送6實(shí)際流體：是2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送7二、流體的密度、相對(duì)密度和比容1、密度：密度是指單位體積物料所具有的質(zhì)量。kg.m-3

2、相對(duì)密度：相對(duì)密度d是指給定條件下某一物質(zhì)的密度1

與另一參考物質(zhì)的密度2之比。常用的是與277K的純水之比，用dT277或dT4表示：kg/m32022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送7二、流體的密2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送8比容v數(shù)值上是密度的倒數(shù)。3、比容：指單位質(zhì)量物料所具有的體積。用v表示：?jiǎn)挝唬簃3.kg-1關(guān)系：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送8比容v數(shù)值上2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送94、密度數(shù)據(jù)獲取☆純液體密度一般可從手冊(cè)查得。如本書附表三☆純氣體在T較大，p較低時(shí)，可按理想氣體處理：☆混合氣體：高T低p時(shí)：其中2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送94、密度數(shù)據(jù)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送10三、流體的壓力及其測(cè)量1、壓力：物體單位面積上所受到得流體的垂直作用的力稱為壓力強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱壓力或壓強(qiáng)。p=F/A帕斯卡，Pa=N/m2公斤(力)/厘米2，kg(f)/cm2標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，atm工程大氣壓，at千克/厘米2，kg/cm2毫米汞柱，mmHg米水柱，mH2O毫米水柱，mmH2O單位單位換算：1atm=760mmHg=10.33mH2O=1.033kg(f)/cm2=1.033at=101.25kPaSI單位：帕斯卡，Pa1MPa=103kPa=106Pa=109mPa2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送10三、流體的2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送112、各單位之間的換算換算時(shí)，可選一常用的單位為中間單位，比如atm:600mmHg=(600÷760)×101.25=79.9kPa=(600÷760)×1.033=0.816kgf/cm2100kPa?kgf/cm2?mmHg例：600mmHg?kPa?kgf/cm2例：100kPa=(100÷101.25)×1.033=1.02at=(100÷101.25)×760=750.9mmHg2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送112、各單位2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送123、壓力的計(jì)量基準(zhǔn)

絕對(duì)壓力：以絕對(duì)真空(即零壓力)為基準(zhǔn)。表壓：以當(dāng)?shù)卮髿鈮簽槠瘘c(diǎn)的壓力稱為表壓真空度：對(duì)低于當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮旱南到y(tǒng)測(cè)壓時(shí)，低于當(dāng)時(shí)大氣壓的這部分稱為真空度.2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送123、壓力的2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送13絕對(duì)壓力、表壓和真空度的關(guān)系絕對(duì)壓力測(cè)定壓力表壓大氣壓當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮海ū韷簽榱悖┙^對(duì)壓力為零真空度絕對(duì)壓力測(cè)定壓力（a）測(cè)定壓力>大氣壓（b）測(cè)定壓力<大氣壓表壓=絕對(duì)壓力—當(dāng)?shù)卮髿鈮赫婵斩?當(dāng)?shù)卮髿鈮骸^對(duì)壓力2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送13絕對(duì)壓力、2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送144、以液柱表示的壓力（1）流體靜力學(xué)基本方程式下底面所受之向上總壓力為p2A上底面所受之向下總壓力為p1A整個(gè)液柱之重力G＝ρgA(H1-H2)向下向上所選液柱為靜止流體的一部分，受力應(yīng)平衡：（1）（2）上端面為液面時(shí)：（3）p0p1p2GH2H1hAA2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送144、以液柱2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送15當(dāng)液面壓強(qiáng)有變化時(shí)，液體內(nèi)部各點(diǎn)壓強(qiáng)也發(fā)生相同大小的變化。

連通著的同一流體同一水平面各點(diǎn)的壓強(qiáng)相等。流體靜力學(xué)方程式表示的意義（3）

靜止流體內(nèi)任一點(diǎn)的壓強(qiáng)與流體性質(zhì)(ρ)和位置(h)有關(guān)。p=f(ρ,h)2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送15當(dāng)液面壓強(qiáng)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送16(2)以液柱表示的壓力p0為當(dāng)?shù)卮髿鈮簳r(shí)：p=ρgh(表壓)h=p/ρg因此可以用液柱高度h來表示壓力大小。要指明液體的種類，必要時(shí)，指明溫度。同種流體，不同高度表示不同的壓力：不同流體相同高度表示不同壓力：不同流體表示同一壓力：ρ1gh1=ρ2gh22022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送16(2)以液2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送17彈簧管壓力表5、測(cè)壓儀表（1）、彈簧管壓力表壓力表結(jié)構(gòu)圖1.表殼

2.彈簧管

3.指針

4.機(jī)芯

5.連桿

6.刻度盤

7.接頭只測(cè)表壓、真空壓力表、聯(lián)成表等。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送17彈簧管壓力2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送18根據(jù)流體靜力學(xué)基本方程式則有U型管左側(cè)pb＝p2+mρg+Rρ0g

pa＝pbU型管右側(cè)pa＝p1+(m+R)ρg得p1-p2＝R(ρ0–ρ)gU型壓力計(jì)（2）U型管壓力計(jì)管內(nèi)盛有與測(cè)量流體互不相溶的、密度為ρ0的指示液，U型管的兩側(cè)分別聯(lián)結(jié)到被測(cè)系統(tǒng)的兩點(diǎn)，隨測(cè)量的壓力差不同，U型管中指示液顯示不同的高度差結(jié)構(gòu)：原理：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送18根據(jù)流體靜2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送19

當(dāng)測(cè)量氣體時(shí)ρ0-ρ≈ρ0，可簡(jiǎn)化為Δp=p1-p2＝Rρ0g

當(dāng)壓力計(jì)的一端通大氣時(shí)，測(cè)得的是表壓或真空度。R在通大氣一測(cè)，Δp為表壓；R在被測(cè)流體一測(cè)，Δp為真空度；

當(dāng)Δp

一定時(shí)，R讀數(shù)大小與指示液密度有關(guān)。（ρ0–ρ）大，R小；（ρ0–ρ）小，R大；2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送19當(dāng)測(cè)量氣2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送20

質(zhì)量流量qm：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的質(zhì)量。1、流量：流體單位時(shí)間內(nèi)通過流道任一截面的流體的量。四、流量和流速

體積流量qV：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的體積。m3/s或m3/hkg/s，t/hqV與qm關(guān)系：即：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送20質(zhì)量流量2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送212、流速v定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離,m/s。或☆與流量的關(guān)系：☆流速通常是指流體在整個(gè)流道截面上的平均流速。☆工業(yè)上流體的流速一般：v液<v氣<v蒸汽粘度越大，v越小2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送212、流速v2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送22流體在一般管路中的流速范圍流動(dòng)介質(zhì)流速/m.s-1自然流動(dòng)0.1~1.0粘性流體(油類、硫酸等)0.5~1.0一般流體0.5~2.5一般流體(減壓吸入)0.8~1.5自然流動(dòng)2~4不大壓強(qiáng)下8~15壓縮氣體15~25常壓和略高于常壓的飽和蒸汽15~251~5大壓的飽和蒸汽20~40過熱蒸汽30~50液體氣體蒸氣2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送22流體在一般2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送233、管徑的初選若以d表示管內(nèi)徑，則式qV＝v×A

可寫成2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送233、管徑的2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送24水管、煤氣管的規(guī)格公稱口徑Dg

外徑普通管壁厚加厚管壁厚mm英寸

mmmmmm103/8172.252.75151/221.252.753.25203/426.752.753.525133.53.2543211/442.253.2544011/2483.54.25502603.54.57021/275.53.754.580388.544.7510041144512551404.55.515061654.55.52022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送24水管、煤氣2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送25例20℃的水經(jīng)管道輸送，每小時(shí)輸送72噸。試對(duì)水管管徑進(jìn)行初選。

解：20℃水的密度為：水的體積流量為按常用流速范圍，選擇流速為1.5m.s-1,求的管徑按水、煤氣管規(guī)格，選5“管，內(nèi)徑0.131m。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送25例22022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送26五、定態(tài)流動(dòng)和非定態(tài)流動(dòng)流體流動(dòng)的系統(tǒng)中，若任一截面上的流體的性質(zhì)（如密度、粘度等）和流體參數(shù)（如流速、壓力等）不隨時(shí)間改變，則此種流動(dòng)稱為定態(tài)流動(dòng)。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送26五、定態(tài)流2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送27若流動(dòng)過程中任一截面上的物理量隨時(shí)間改變，則這種流體屬于非定態(tài)流動(dòng)。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送27若流動(dòng)過程2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送28☆非定態(tài)流動(dòng)中，若流量或流速隨時(shí)間成規(guī)律性變化，則可用積分法計(jì)算?！罨ど线B續(xù)操作的生產(chǎn)過程大多是定態(tài)流動(dòng)?！疃☉B(tài)或非定態(tài)，是指某一截面上的參數(shù)，而不是指兩個(gè)載面上的參數(shù)隨時(shí)間的變化。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送28☆非定態(tài)流2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送29第二節(jié)流體定態(tài)流動(dòng)時(shí)的衡算一、流體定態(tài)流動(dòng)時(shí)的物料衡算當(dāng)流體充滿導(dǎo)管做定態(tài)流動(dòng)時(shí)，在導(dǎo)管中沒有汲入或泄失的情況下，單位時(shí)間通過導(dǎo)管各截面的流體質(zhì)量應(yīng)相等，（如圖）2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送29第二節(jié)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送30此關(guān)系也稱為流體流動(dòng)的連續(xù)性方程。上述方程也可寫成對(duì)不可壓縮的流體上式可寫為v1/v2=d22/d21d----管的內(nèi)徑即流速與導(dǎo)管截面積成反比。對(duì)圓管而言2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送30此關(guān)系也稱2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送31例水泵汲入管為Dg80的水管，壓出管為Dg70的水管，汲入管中水的流速為1.2m.s-1.試求壓出管中的水的流速。解：Dg80的水管的外徑為88.5mm，壁厚4mm；Dg70的水管外徑為75.5，壁厚3.75mm，故

壓出管中的水的流速為2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送31例水2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送32二、流體定態(tài)流動(dòng)時(shí)的能量衡算流體流動(dòng)的必要條件是：系統(tǒng)兩端有壓力差或位差。流體流動(dòng)的實(shí)質(zhì)：流體所具有的能量能在不同形式間相互轉(zhuǎn)換。1、流體本身具有的三種機(jī)械能形式：＊位能位能是指因距所選的基準(zhǔn)面有一定距離，由于重力作用而具有能量（mgH）

＊?jiǎng)幽芰黧w因有一定的流速而具有能量（mv2/2）＊靜壓能靜壓能是流體處于當(dāng)時(shí)壓力p下所具有的能量，即指流體因被壓縮而能向外膨脹而做功的能力，其總值等于pV=pm/ρ；2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送32二、流體定2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送33如圖，在1，2兩點(diǎn)，質(zhì)量為m的理想液體所具有的機(jī)械能E為當(dāng)時(shí)條件下該液體的位能、動(dòng)能和靜壓能的總和，即：1,2兩點(diǎn)間沒有外界能量輸入，液體也么有向外界流動(dòng)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，得：22、理想流體流動(dòng)的能量衡算2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送33如圖，在12022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送34兩邊同時(shí)除以m得☆上式為理想流體流動(dòng)的能量衡算方程，常常又稱為理想流體的柏努利方程

若兩邊再除以g☆上式中g(shù)H,v2/2,p/ρ各項(xiàng)表示每千克流體所具有的各種形式的能量，各項(xiàng)單位均為J.kg-1☆

工程上將每牛頓流體所具有的各種形式的能量統(tǒng)稱為壓頭。☆上式中H,v2/2g,p/ρg各項(xiàng)表示每牛頓流體所具有的各種形式的能量，各項(xiàng)單位均為J.N-1=m2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送34兩邊同時(shí)除2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送353、實(shí)際流體的柏努利方程實(shí)際流體流動(dòng)時(shí)，有摩擦阻力，會(huì)產(chǎn)生阻力損失：Hf；一般流動(dòng)體系中還可能會(huì)有外界能量輸入：He這時(shí)柏努利方程變?yōu)椋篐e：每牛頓流體從外界得到的能量，單位：mHf：每牛頓流體因流動(dòng)產(chǎn)生的能量損失，單位：m2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送353、實(shí)際流2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送364、柏努利方程討論(1)He=0,Hf=0,即為理想流體的柏努利方程。（2）三種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)換。理想流體的總機(jī)械能在任一截面上都為一常數(shù)。閥門關(guān)閉時(shí)：h1=h2=h3=h4閥門開啟時(shí)：h1>h2>h4>h32022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送364、柏努利2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送37（3）計(jì)算外加能量。計(jì)算輸送流體所需功率可按下式進(jìn)行：其中Pa為實(shí)際功率，Pe為理論功率，η為效率。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送37（3）計(jì)算2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送38（4）對(duì)于靜止流體：v1=v2=0，He=0，Hf=0，則有：或這就是我們前面導(dǎo)出的流體靜力學(xué)方程。因此，靜止流體是流體流動(dòng)的一種特殊形式。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送38（4）對(duì)于2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送39三、柏努利方程的應(yīng)用舉例1、利用柏努利方程進(jìn)行計(jì)算應(yīng)注意的問題：⑴

、根據(jù)題意畫出流動(dòng)示意圖，將主要數(shù)據(jù)列于圖上。⑵

、確定物料能量衡算的范圍，合理選擇截面?！罱孛媾c流動(dòng)方向垂直，兩截面間流體應(yīng)連續(xù)。⑶

、基準(zhǔn)面的選擇：☆一般可選擇兩截面中的一個(gè)為基準(zhǔn)面，一個(gè)H為0。⑷

、計(jì)算時(shí)，各物理量單位一致，基準(zhǔn)一致?！钊鐗毫Γ蛇x表壓，也可選絕壓，應(yīng)注明并前后一致。☆截面上的量已知或可求，不選急變流動(dòng)處作截面?！钌嫌螢?-1截面，下游為2-2截面。☆若截面與基準(zhǔn)面不平行，則選截面中心與基準(zhǔn)面的距離。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送39三、柏努利2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送40例：高位水槽水面距出水管凈垂直距離為6m(如圖)，出水管為Dg70水管，管道較長，流動(dòng)過程的壓頭損失為5.7米水柱，求每小時(shí)可輸送的水量（單位m3.h-1）2、計(jì)算流體流動(dòng)的流速和流量解：ⅰ作圖ⅱ

選截面：1-1，2-2ⅲ

選出水管口為基準(zhǔn)面

H1=6m，H2=0ⅳ

以表壓計(jì)算：p1=p2=0高位槽寬液面：v1≈0He=0，Hf=5.7m2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送40例：高位2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送41代入數(shù)據(jù)得：Dg70管內(nèi)徑為：d=75.5-2×3.75=68mm=0.068m則每小時(shí)送水量為：qv=A×v=0.785d2

×v

=0.785×0.0682×2.426=8.806×10-3m3/s=31.7m3/h☆若無阻力：☆動(dòng)壓頭較小，只有位壓頭的5%。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送41代入數(shù)據(jù)得2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送42例：3、求泵的外加功率用泵將堿液槽中的堿液抽往吸收塔，經(jīng)塔頂噴出做吸收劑用(如圖)。堿液池中堿液深度為1.5m，塔底距噴頭口的垂直距離為16m。泵的吸入管為Dg70水管，壓出管為Dg50水管。堿液在噴頭口前的靜壓力按壓力表指示為30kPa(表壓)，密度為1100kg.m-3。輸送系統(tǒng)中壓頭損失為3米堿液柱。計(jì)劃送液量為25t.h-1。若泵的效率55%，求泵所需的功率。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送42例：3、求2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送43如取堿液槽液面為1-1面，噴頭口為2-2面，池底為基準(zhǔn)面：H1=1.5m，H2=16m，以表壓計(jì)算：p1=0，p2=30kPa堿液面是寬液面：v1=0Hf=3m解：求外加能量的柏努利方程為：壓出管Dg50的內(nèi)徑d=60-2×3.5=53mm=0.053m則：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送43如取堿液槽2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送444、計(jì)算有規(guī)律的非定態(tài)流動(dòng)例：水從敞口容器底的小孔中流出（如圖），試計(jì)算水面從H1降到H2所需的時(shí)間。解：選取容器內(nèi)液面為1-1截面，小孔為2-2截面，容器底為基準(zhǔn)面，以表壓計(jì)算，柏努利方程簡(jiǎn)化為：或考慮小孔阻力系數(shù)：若經(jīng)過時(shí)間dτ液面下降dH，則：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送444、計(jì)算有2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送45積分：這就是液面從H1下降到H2所需的時(shí)間。若液體全部流完，則H2=0，這時(shí)所需時(shí)間為：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送45積分：這就2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送461、孔板流量計(jì)原理：通過改變流體在管道中的流通截面積而引起動(dòng)能與靜壓能改變來檢測(cè)流量?？装辶髁坑?jì)結(jié)構(gòu)：其主要元件是在管道中插入的一塊中心開圓孔的板。用U型管測(cè)量孔板前后的壓力變化。流體流經(jīng)孔板時(shí)因流道縮小，動(dòng)能增加，且由于慣性作用從孔口流出后繼續(xù)收縮形成一最小截面（縮脈)。該截面處流速最大因而靜壓相應(yīng)最低。四、流體流量測(cè)定原理利用流體流動(dòng)力學(xué)原理測(cè)量流體流量的儀表：孔板流量計(jì)；文氏流量計(jì)；轉(zhuǎn)子流量計(jì)2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送461、孔板2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送47在孔板前上游截面與節(jié)流后“縮脈”截面之間的柏努利方程：∵

H=H0根據(jù)物料衡算有：U形管壓差計(jì)：⊿p=g⊿R(ρi-ρ)2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送47在孔板前上2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送48考慮能量損失、流體節(jié)流擾動(dòng)等，引入一修正系數(shù)c:c0:為孔流系數(shù)或流量系數(shù)，一般取值0.61-0.63與孔板結(jié)構(gòu)、取壓形式有關(guān)；與流動(dòng)狀態(tài)的關(guān)；與能量損失多少有關(guān)。對(duì)于一個(gè)確定孔板流量計(jì)，qv或v0與⊿R是對(duì)應(yīng)的。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送48考慮能量損2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送492、文丘里流量計(jì)（VenturiMeter）原理：通過改變流體流通截面積引起動(dòng)能與靜壓能改變來進(jìn)行測(cè)量，其原理與孔板流量計(jì)相同。結(jié)構(gòu)：采取漸縮后漸擴(kuò)的流道，避免使流體出現(xiàn)邊界層分離而產(chǎn)生旋渦，因此阻力損失較小。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送492、文丘里2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送50文丘里流量計(jì)的計(jì)算公式仍可采用孔板流量計(jì)的形式，所不同的是用文丘里流量系數(shù)CV代替其中的孔流系數(shù)C0，即

式中CV也隨Re和文丘里管的結(jié)構(gòu)而變，由實(shí)驗(yàn)標(biāo)定。在湍流情況下，喉徑與管徑比在0.25-0.5的范圍內(nèi)，CV的值一般為0.98~0.99。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送50文丘里流量2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送513、轉(zhuǎn)子流量計(jì)（Rotameter）2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送513、轉(zhuǎn)子流2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送52結(jié)構(gòu)：在上大下小的垂直錐形管內(nèi)放置一個(gè)可以上下浮動(dòng)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子材料的密度大于被測(cè)流體原理：錐形管中流體在可以上下浮動(dòng)的轉(zhuǎn)子上下截面由于壓差（p1－p2）所形成的向上推力與轉(zhuǎn)子的重力相平衡。穩(wěn)定位置與流體通過環(huán)隙的流速v0有關(guān)。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送52結(jié)構(gòu)：在上2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送53當(dāng)向上推力浮力與轉(zhuǎn)子的重力相平衡時(shí)：式中AR、VR和ρR分別為轉(zhuǎn)子截面積(最大部份)、體積和密度。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送53當(dāng)向上推力2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送54第三節(jié)實(shí)際流體的流動(dòng)

實(shí)際流體由于有粘性，管截面上流體質(zhì)點(diǎn)的速度分布是不均勻的從而引起能量的損失一、牛頓型流體的粘性流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)，稱為粘性。

流體粘性越大，其流動(dòng)性就越小。從桶底把一桶甘油放完要比把一桶水放完慢得多，這是因?yàn)楦视土鲃?dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力比水大的緣故。1、粘度2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送54第三節(jié)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送55設(shè)有上下兩塊平行放置而相距很近的平板，兩板間充滿著靜止的液體，如圖所示。流體運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的大小，體現(xiàn)了流體粘性的大小。剪切力：與流體流動(dòng)方向一致的作用力。剪應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上的剪切力。又稱為內(nèi)摩擦力。速度梯度：流體速度在與流動(dòng)方向垂直方向上隨距離的變化率，dv/dδ。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送55設(shè)有上下兩2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送56實(shí)驗(yàn)證明：對(duì)一定的流體，剪切力F與面積成正比，與速度梯度成正比。μ為粘性系數(shù)，或動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度。滿足上述關(guān)系的流體為牛頓型流體。以后討論的流體，除特別指明外一般都是牛頓型流體。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送56實(shí)驗(yàn)證明：2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送572、粘度的物理意義：流體流動(dòng)產(chǎn)生單位速度梯度時(shí)，流體單位面積上所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。

粘度是物質(zhì)的物性參數(shù)。

粘度只有在流體流動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來。

當(dāng)流速一定時(shí)，粘度越大，阻力就越大，能量損失也越大。

粘度與溫度有關(guān)：液體T↑，μ

↓氣體T↑，μ↑2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送572、粘度的2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送583、粘度的單位：物理制單位：厘泊cp1p=100cpSI單位：帕斯卡·秒，Pa·s換算：1p=0.1Pa·s=100cp1Pa·s=1000cp1cp=1×10-3Pa·s293K時(shí)，水：1cp空氣：0.0184cp2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送583、粘度的2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送59二、非牛頓型流體定義：不服從牛頓粘性定律的流體，如泥漿、某些高分子溶液、懸浮液等。對(duì)于非牛頓型液體流動(dòng)的研究，屬于流變學(xué)的范疇。1、賓漢塑性流體

賓漢塑性流體與牛頓型流體的唯一差別是：為使該類流體流動(dòng)需加入一個(gè)額外的剪應(yīng)力:實(shí)際中的賓漢塑性流體有:干酪、巧克力漿、肥皂、紙漿、泥漿等2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送59二、非牛頓2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送602、脹流性流體

這類流體不普遍，其運(yùn)動(dòng)特征是表觀粘度隨剪切速率的增加而更快的增大實(shí)際中的脹流性流體有:淀粉溶液、蜂蜜、濕沙等n>12022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送602、脹流性2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送613、假塑性流體大多數(shù)非牛頓型流體屬于假塑性流體，這類流體的流動(dòng)特性是其表觀粘度隨剪切速率的增大而增加的較少實(shí)際中的假塑性流體有:蛋黃醬、血液、番茄醬、果醬、高分子溶液等n<12022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送613、假塑性2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送62三、流體流動(dòng)的形態(tài)1、分類：定態(tài)流體有兩種流動(dòng)形態(tài)：滯流和湍流。滯流:

當(dāng)流體在管中流動(dòng)時(shí)，若其質(zhì)點(diǎn)始終沿著與管軸平行的方向作直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)之間沒有遷移，互不混合，整個(gè)管的流體就如一層一層的同心圓筒在平行地流動(dòng)。滯流又叫層流。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送62三、流體流2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送63湍流:

當(dāng)流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)除了沿著管道向前流動(dòng)外，各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度在大小和方向上都會(huì)發(fā)生變化，質(zhì)點(diǎn)間彼此碰撞并互相混合，這種流動(dòng)狀態(tài)稱為湍流或紊流。過渡流：流動(dòng)類型不穩(wěn)定，介于層流和湍流之間，或是兩者交替出現(xiàn)，與外界干擾情況有關(guān)。過渡流不是一種流型。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送63湍流:

2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送642、判別流體流動(dòng)形態(tài)的依據(jù)——雷諾數(shù)2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送642、判別流2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送65實(shí)驗(yàn)證明，流體流動(dòng)形態(tài)不僅與流體的平均速度v有關(guān)，而且還流體的粘度μ

、密度ρ和管徑d有關(guān)，可將這四個(gè)量歸納為一個(gè)無量綱的復(fù)合數(shù)群，數(shù)群稱為特征數(shù)。Re>4000湍流通常選用2000做為Re的臨界值，此時(shí)的流速稱為臨界流速.這就是雷諾數(shù)，1883年英國物理學(xué)家雷諾提出。Re<2000滯流2000<Re<4000過度狀態(tài)2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送65實(shí)驗(yàn)證明，2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送66圓管中平均流速與最大流速比隨Re的變化圓管中流速分布2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送66圓管中平均2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送67[注意]

流動(dòng)雖由Re劃分為三個(gè)區(qū)，但流型只有兩種：層流和湍流。過渡區(qū)并不代表一種流型，只是一種不確定區(qū)域，是否為湍流取決于外界干擾條件。如流道截面和方向的改變，外來震動(dòng)等都易導(dǎo)致湍流的發(fā)生所謂特征數(shù)是指幾個(gè)有內(nèi)在聯(lián)系的物理量按無量綱條件組合起來的數(shù)群，它既反映所含物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，又能說明某一現(xiàn)象或過程的本質(zhì)。Re數(shù)實(shí)際上反映了流體流動(dòng)中慣性力(ρv2)與剪應(yīng)力(vμ/d)的對(duì)比關(guān)系，Re愈大，說明慣性力愈占主導(dǎo)地位，湍動(dòng)程度就愈大。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送67[注意]2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送68當(dāng)量直徑環(huán)形流道的當(dāng)量直徑為：對(duì)于非圓管導(dǎo)管，計(jì)算Re數(shù)值時(shí)，應(yīng)當(dāng)用當(dāng)量直徑de代替特征數(shù)中的直徑d，當(dāng)量直徑定義為：矩形流道的當(dāng)量直徑為：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送68當(dāng)量直徑環(huán)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送69例若將20℃硫酸用48mmx3.5mm的冷撥無縫鋼管輸送，試求其達(dá)到湍流時(shí)的最低流速和流量，并與水比較。解20℃的硫酸粘度為2.54×10-3Pa.s，密度為1840kg.m-3，湍流的條件為：由此求得達(dá)到湍流的最低流速v=1.35m.s-1，最低流量為按同樣條件輸送水時(shí)，可求得相應(yīng)流速v=0.098m.s-1,最低流量為0.00013m3.s-12022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送69例若將2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送70五、邊界層的概念定義：流體流動(dòng)時(shí)，靠近相界面，有明顯速度梯度的流層稱為邊界層。

滯流層與湍流層之間還存在緩沖層在邊界層以外、幾乎沒有速度梯度的區(qū)域，稱為主流區(qū)。湍流時(shí)，除除主要區(qū)域是是湍流外，靠近壁面的一薄層流體仍保持滯流，稱為滯流內(nèi)層。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送70五、邊界層2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送71流體流入管中時(shí)，邊界層并不是一進(jìn)管口就出現(xiàn)，而是進(jìn)入管口后逐漸形成的從管口到形成邊界層所經(jīng)歷的管長稱為穩(wěn)定長度，此長度與管的形狀。管壁粗糙程度及雷諾數(shù)等因素有關(guān)進(jìn)口段2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送71流體流入管2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送72☆對(duì)光滑管，滯流時(shí)的穩(wěn)定段長度為：如對(duì)內(nèi)徑50mm的導(dǎo)管，Re=1x104時(shí)，穩(wěn)定管長度為25-30m?！顚?duì)圓管而言，其湍流邊界層的滯流內(nèi)層的厚度可用下式進(jìn)行估算☆邊界層的作用：規(guī)則流動(dòng)，傳熱傳質(zhì)阻力的主要來源。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送72☆對(duì)光滑管2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送73第四節(jié)流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的阻力計(jì)算流體的性質(zhì)；流動(dòng)類型；流過距離；壁面形狀等。阻力產(chǎn)生的機(jī)理：內(nèi)因：流體具有粘性，流動(dòng)時(shí)存在內(nèi)摩擦；外因：流體與其相接觸的固體壁面之間的作用，是促使流體內(nèi)部發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；流動(dòng)阻力產(chǎn)生的大小相關(guān)因素：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送73第四節(jié)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送74滯流流動(dòng)時(shí)的阻力服從牛頓粘性定律。一、滯流時(shí)的摩擦阻力對(duì)于園管：滑動(dòng)摩擦阻力：靜壓差推力：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送74滯流流動(dòng)時(shí)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送75兩力方向相反，定態(tài)滯流時(shí)，大小應(yīng)相等：整理得：兩邊同時(shí)定積分：其中：R=d/2，Pam流體柱滯流流動(dòng)：低速流動(dòng)，粘性流體流動(dòng)，毛細(xì)管流動(dòng)。上式稱為泊肅葉公式，也可寫成：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送75兩力方向相2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送76例20℃的甘油在Dg25管中以0.2m.s-1流速流動(dòng)。試求其

流動(dòng)阻力，并與硫酸流動(dòng)做對(duì)比。解：20℃時(shí)甘油μ=1499cp=1.499Pa.s，ρ=1260kg/m3；

流動(dòng)屬于明顯的滯流，流過每米管長的摩擦阻力為：Dg25管的內(nèi)徑為35.5-2x3.25=27mm若為20℃的硫酸：μ=23cp=0.023Pa.s，ρ=1840kg/m32022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送76例22022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送77二、湍流時(shí)流動(dòng)阻力湍流時(shí)，流體的質(zhì)點(diǎn)不規(guī)則的紊亂擾動(dòng)并相互碰撞，根據(jù)多方面實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行適當(dāng)處理得以下公式或1、計(jì)算公式（范寧Fanning公式）Pam液柱λ為摩擦阻力系數(shù)，與Re、ε等有關(guān)，λ=f(Re,ε)l/d為幾何相似特征數(shù)，無量綱。ε：為管道的相對(duì)粗糙度。ε=e/d，e為絕對(duì)粗糙度。對(duì)于滯流，λ=64/Re。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送77二、湍流時(shí)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送782、阻力系數(shù)λ的獲?、?/p>

查圖λ與Re、ε的關(guān)系圖

2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送782、阻力系2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送79從上圖中可以看出滯流區(qū)：Re2000，=64/Re，與無關(guān)。過渡區(qū)：2000<Re<4000，一般按滯流計(jì)算。湍流區(qū)：Re4000,與Re和有關(guān)。完全湍流區(qū)：與Re無關(guān)，僅與有關(guān)。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送79從上圖中可2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送80⑵按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算☆滯流：=64/Re☆柏拉修斯公式：=0.3164Re-0.25條件：ⅰ光滑管；ⅱRe數(shù)為3×103—1×105☆柯納柯夫公式：=(1.8×lgRe-1.5)-2條件：Re3×103—1×108☆按沿程阻力系數(shù)計(jì)算：=4f=4(0.046Re-0.2)=0.184Re-0.2☆粗糙管在完全湍流區(qū)：=(1.14-2lg)-2條件：ⅰ粗糙管；ⅱRe>1052022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送80⑵按經(jīng)驗(yàn)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送81同時(shí)，因強(qiáng)烈湍流，可近似設(shè)變化不大流量與流速關(guān)系為：qV=Av，則例：具有一定靜壓頭的水經(jīng)過一定長度的光滑水平管道流出，其流量為qv；若壓頭不變，管長不變，而管徑加倍，流動(dòng)形態(tài)前后均為強(qiáng)烈湍流，試近有似計(jì)算管徑加倍后的流量。解：因是水平管道，靜壓頭轉(zhuǎn)化成流體的動(dòng)壓頭和摩擦損耗：(1<<l/d)☆流量增加并非（d2/d1)2=22=4倍?！盍鞯澜孛娣e增加，阻力減小，流速增加。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送81同時(shí)，因強(qiáng)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送82三、局部阻力

流體流經(jīng)管件時(shí)，其速度的大小、方向等發(fā)生變化，出現(xiàn)漩渦，內(nèi)摩擦力增大，形成局部阻力。常見的局部阻力有：突擴(kuò)突縮彎頭三通2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送82三、局部阻2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送831、產(chǎn)生管件：閥門、彎頭、三通、流量計(jì)等流動(dòng)發(fā)生改變處：流道突然擴(kuò)大、收縮、小孔流出、管道流入容器等2、原因流動(dòng)狀態(tài)改變使流體質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生擾動(dòng)、渦流。從而產(chǎn)生摩擦阻力。3、特點(diǎn)流動(dòng)改變?cè)絼×?、越突然，局部阻力就越?022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送831、產(chǎn)生管2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送844、局部阻力的計(jì)算：從當(dāng)量長度共線圖，查出局部阻力的當(dāng)量長度le進(jìn)行計(jì)算。或以局部阻力系數(shù)計(jì)算：ζ為局部阻力系數(shù)。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送844、局部阻2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送85四、管路計(jì)算計(jì)算管路系統(tǒng)的阻力損失、外加能量等。根據(jù)管路允許的阻力損失，計(jì)算流速、流量等。根據(jù)所需流量、允許阻力損失，計(jì)算管徑等。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送85四、管路計(jì)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送86流速為的值與Re數(shù)有關(guān)，先按光滑管試算因ΔH=10m，=1000kg.m-3，qv=10/3600m3s-1，μ=1.005×0-3Pa.s例從水塔管道輸送水，水塔水面距出水口垂直距離為10m,新管道全長

500m，管件的局部阻力可近似地認(rèn)為等于管子全長的50%。水溫為

20℃，輸水量10m3.h-1。試求導(dǎo)管的最小直徑。解生產(chǎn)中輸送水常在湍流條件下進(jìn)行。按湍流計(jì)算公式：2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送86流速為的2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送87選擇Dg70水管，其內(nèi)徑為68mm進(jìn)行驗(yàn)算：新水管管壁粗糙度按一般情況為0.15mm，ε=0.002查圖得：λ=0.0265，滿足允許阻力損失為10m的條件。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送87選擇Dg72022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送88第五節(jié)流體的輸送機(jī)械流體輸送機(jī)械泵壓縮機(jī)離心式位移式往復(fù)式齒輪式螺桿式通風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)機(jī)壓縮機(jī)離心式往復(fù)式2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送88第五節(jié)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送89一、離心泵1、離心泵的構(gòu)造離心泵的結(jié)構(gòu)葉輪泵殼泵座軸封敞式半敞式蔽式機(jī)械式填料式（石墨、石棉）2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送89一、離心2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送902

、離心泵的工作原理在離心力的作用下，高速流體在渦形通道截面逐漸增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，液體獲得較高的壓力，進(jìn)入壓出管2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送902、離心2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送913、氣縛現(xiàn)象當(dāng)泵啟動(dòng)時(shí)，若泵內(nèi)存在空氣，因空氣密度很小，葉輪中心只能造成很小的負(fù)壓力，不足以吸入液體，就會(huì)形成葉輪空轉(zhuǎn)，這樣的現(xiàn)象稱為“氣縛”解決辦法離心泵工作時(shí)、尤其是啟動(dòng)時(shí)一定要保證液體連續(xù)的條件?？刹捎迷O(shè)置底閥、啟動(dòng)前灌泵、使泵的安裝位置低于吸入液面等措施。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送913、氣縛現(xiàn)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送924、離心泵的安裝高度Hs：允許吸上高度，在大氣壓為10m水柱、以20℃清水在指定流量下實(shí)驗(yàn)測(cè)定，是離心泵的性能參數(shù)之一。離心泵的安裝高度Hg根據(jù)泵的允許吸上(真空)高度Hs確定.H0：當(dāng)?shù)卮髿鈮?，m水柱；HV：輸送液體的蒸汽壓，m水柱；Hf：吸入管路中的壓頭損失，m水柱；2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送924、離心泵2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送93氣蝕現(xiàn)象當(dāng)泵內(nèi)某點(diǎn)的壓強(qiáng)低至液體飽和蒸汽壓時(shí)部分液體將汽化，產(chǎn)生的汽泡被液流帶入葉輪內(nèi)壓力較高處再凝聚。由于凝聚點(diǎn)處產(chǎn)生瞬間真空，造成周圍液體高速?zèng)_擊該點(diǎn)，產(chǎn)生劇烈的水擊。瞬間壓力可高達(dá)數(shù)十個(gè)MPa，眾多的水擊點(diǎn)上水擊頻率可高達(dá)數(shù)十kHz，且水擊能量瞬時(shí)轉(zhuǎn)化為熱量，水擊點(diǎn)局部瞬時(shí)溫度可達(dá)230℃以上。防止措施：把離心泵安裝在恰當(dāng)?shù)母叨任恢蒙?，確保泵內(nèi)壓強(qiáng)最低點(diǎn)處的靜壓超過工作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓pv。

輸送溫度較高或蒸氣壓較高的液體時(shí)，泵的安裝高度往往很低，有時(shí)甚至出現(xiàn)負(fù)值，即安裝位置要低于液面才能保證泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送93氣蝕現(xiàn)象當(dāng)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送945、離心泵的主要性能和和特性曲線⑴離心泵的主要性能參數(shù)主要轉(zhuǎn)速n：轉(zhuǎn)/分流量qv：m3/h揚(yáng)程H：（外壓頭），并不是升揚(yáng)高度。功率Pe：Pe=qvρgH,效率η:η=Pe/Pa⑵

性能參數(shù)的關(guān)系P電=1.1~1.2Pa=1.1~1.2ηPe2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送945、離心泵2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送95離心泵的流量變化時(shí)相應(yīng)的揚(yáng)程和功率也隨之變化，這些關(guān)系用離心泵的特性曲線來表示H-qv曲線：⑶

離心泵的特性曲線qv↑H↓Pa-qv曲線qv↑Pa↑qv=0Pa最小啟動(dòng)時(shí)關(guān)閉出口閥口。η-qv曲線離心泵有一最高效率點(diǎn)使用時(shí)應(yīng)盡量使工作點(diǎn)在最高效率點(diǎn)附近?！?/p>

并聯(lián)時(shí)能增大流量，但不與并聯(lián)臺(tái)數(shù)成正比?！?/p>

串聯(lián)時(shí)能提高輸出壓頭，但不與串聯(lián)臺(tái)數(shù)成正比2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送95離心泵的流2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送96結(jié)構(gòu)：二、其它泵1、往復(fù)泵由泵缸、活塞、活塞桿、吸入和排出單向閥（活門）構(gòu)成，有電動(dòng)和汽動(dòng)兩種驅(qū)動(dòng)形式。原理：活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在泵缸中造成容積的變化并形成負(fù)壓和正壓，完成一次吸入和排出。2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送96結(jié)構(gòu)：二、2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送97往復(fù)泵2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送97往復(fù)泵2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送982022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送982022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送99旋轉(zhuǎn)泵利用轉(zhuǎn)子移動(dòng)來吸入和排出液體，也屬于正位移泵齒輪泵的壓頭高而流量小，可輸送粘稠液體2、旋轉(zhuǎn)泵常用的旋轉(zhuǎn)泵有齒輪泵（如圖）2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送99旋轉(zhuǎn)泵利用2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送1002022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送1002022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送101三、氣體輸送機(jī)械輸送和壓縮氣體的設(shè)備統(tǒng)稱氣體壓送機(jī)械。用途：氣體輸送產(chǎn)生高壓氣體產(chǎn)生真空輸送機(jī)械出口壓強(qiáng)（表壓）壓縮比通風(fēng)機(jī)（Fan）15kPa1～1.5鼓風(fēng)機(jī)（Blower）15kPa～0.3MPa<4壓縮機(jī)（Compressor）>0.3MPa>4真空泵（Vacuumpump）大氣壓減壓抽吸2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送101三、氣2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送1021、通風(fēng)機(jī)（Fan）工業(yè)上常用通風(fēng)機(jī)按其結(jié)構(gòu)形式有軸流式和離心式兩類。軸流式通風(fēng)機(jī)排風(fēng)量大而風(fēng)壓很小，一般僅用于通風(fēng)換氣，而不用于氣體輸送。離心式通風(fēng)機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，按其產(chǎn)生風(fēng)壓可分為：低壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓小于1.0kPa（表壓）中壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓1.0～3.0kPa（表壓）高壓離心通風(fēng)機(jī)：出口風(fēng)壓3.0～15.0kPa（表壓）2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送1021、通風(fēng)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送1031－機(jī)殼2－葉輪3－吸入口4－排出口離心通風(fēng)機(jī)2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送1031－機(jī)殼2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送104離心通風(fēng)機(jī)（CentrifugalFan）9-19D高壓離心通風(fēng)機(jī)G\Y4-73型鍋爐離心通、引風(fēng)機(jī)DKT-2系列低噪聲離心通風(fēng)機(jī)B30防爆軸流通風(fēng)機(jī)高溫離心通風(fēng)機(jī)2022/10/15第二章流體的流動(dòng)與輸送104離心通風(fēng)2022/10/20第二章流體的流動(dòng)與輸送1052