化工原理上冊課件化工原理第一章流體流動課件

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第一章流體流動1.8流量的測量1.8.1測速管1.8.2孔板流量計 2孔板流量計孔板流量計(orificeflowmeter)是利用孔板對流體的節(jié)流作用，使流體的流速增大，壓力減小，以產(chǎn)生的壓力差作為測量的依據(jù)。動畫033圖1-29孔板流量計孔板流量計孔板縮脈4取孔板上游尚未收縮的流動截面為1-1，下游截面宜放在縮脈處，以便測得最大壓差讀數(shù)，但由于縮脈的位置及其截面積難于確定，故以孔板處為下游截面0-0’，在1-1和0-0’兩截面之間列機械能衡算方程，并暫時略去能量損失，可得或?qū)懗?1-109)(1-110)孔板流量計5引入校正系數(shù):C1，校正因忽略能量損失帶來的偏差。應(yīng)用不可壓縮流體的連續(xù)性方程孔板小孔截面積管道截面積孔板流量計6角接取壓法：通常的做法是將上、下游兩個測壓口裝在緊靠著孔板前后的位置上。孔板流量計7引入校正系數(shù):C2，校正上、下游測壓口的位置影響。整理式1-110可得(1-111)孔板流量計8令，則上式變?yōu)?1-112)體積流率為(1-113)孔板流量計9C0稱為流量系數(shù)或孔流系數(shù)，其值與Re、面積比A0/A1以及取壓法有關(guān)，需由實驗測定?？装辶髁坑嬞|(zhì)量流率(1-114)10圖1-30流量系數(shù)與Re的關(guān)系

11孔板流量計制造簡單，安裝與更換方便，其主要缺點是流體的能量損失大，A0/A1越小，能量損失越大?？装辶髁坑嫷挠谰媚芰繐p失，可按下式估算(1-117)孔板流量計12孔板流量計安裝位置的上、下游都要有一段內(nèi)徑不變的直管作為穩(wěn)定段，根據(jù)經(jīng)驗，其上游直管長度至少應(yīng)為10d1，下游長度至少為5d1。孔板流量計13

第一章流體流動1.8流量的測量1.8.1測速管1.8.2孔板流量計1.8.3

文丘里流量計

14文丘里流量計為減少流體節(jié)流造成的能量損失，可用一段漸縮漸擴的短管代替孔板，這就構(gòu)成了文丘里（venturiflowmeter）流量計。當(dāng)流體在漸縮漸擴段內(nèi)流動時，流速變化平緩，渦流較少，于喉頸處（即最小流通截面處）流體的動能達最高。此后，在漸擴的過程中，流體的速度又平緩降低，相應(yīng)的流體壓力逐漸恢復(fù)。如此過程避免了渦流的形成，從而大大降低了能量的損失。15圖1-31文丘里流量計文丘里流量計16由于文丘里流量計的工作原理類似于孔板流量計，在1-1’和0-0’兩截面之間列機械能衡算方程，得到與孔板流量計相同的公式，流率可按下式計算文氏流量計的流量系數(shù)，其值由實驗測定一般為0.98~0.99。文丘里流量計17通常文丘里流量計上游的測壓點距管徑開始收縮處的距離至少應(yīng)為管徑的1/2長度，而下游測壓口設(shè)在喉頸處。文丘里流量計的優(yōu)點是能量損失小，但不如孔板那樣容易更換以適用于各種不同的流率測量；文丘里管的喉頸是固定的，致使其測量的流率范圍受到實際的限制。文丘里流量計18

第一章流體流動1.8流量的測量1.8.1測速管1.8.2孔板流量計1.8.3文丘里流量計1.8.4

轉(zhuǎn)子流量計

19轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子流量計(rotaryflowmeter)流量計稱為變截面流量計，即壓力差幾乎保持不變，而收縮的截面積隨流量變化。動畫0520圖1-32轉(zhuǎn)子流量計1－錐形玻璃管；2－轉(zhuǎn)子；3－刻度轉(zhuǎn)子流量計21對于特定的轉(zhuǎn)子流量計，當(dāng)待測流體給定后，流量的大小僅僅取決于轉(zhuǎn)子與玻璃管之間的環(huán)隙面積。此時，流體流經(jīng)該環(huán)隙截面時，其流量與壓力差的關(guān)系相當(dāng)于流體流經(jīng)孔板流量計孔口的情況(1-121)轉(zhuǎn)子流量計22轉(zhuǎn)子流量計由專門廠家生產(chǎn)。通常廠家選用水或空氣分別作為標(biāo)定流量計的介質(zhì)。因此，當(dāng)測量其它流體時，需要對原有的刻度加以校正。轉(zhuǎn)子流量計的優(yōu)點是能量損失小，測量范圍寬。但耐溫、耐壓性差。轉(zhuǎn)子流量計23

第一章流體流動1.9非牛頓型流體的流動1.9.1非牛頓型流體的流動特性24非牛頓型流體的流動特性流動特性不遵循牛頓黏性定律的流體統(tǒng)稱為非牛頓型流體。

n為流動特性指數(shù)，K稱為稠度系數(shù)。許多非牛頓型流體，在很大的剪切速率范圍內(nèi)，都可以用如下冪律形式的方程來描述

(1-122)25根據(jù)剪應(yīng)力與速度梯度（亦稱剪切速率）關(guān)系的不同，可將非牛頓型流體區(qū)分為若干類型。非牛頓型流體的流動特性26圖1-33流體的流變圖a

牛頓型流體；b

假塑性流體；c

脹塑性流體；d

賓漢塑性流體非牛頓型流體的流動特性27大多數(shù)非牛頓型流體屬于此種類型（如圖1-33中的b線），如聚合物溶液或熔融體、油脂、淀粉溶液等。表觀黏度對于假塑性流體，表觀黏度隨剪切速率的增加而減小，故n<1。一、假塑性流體(Pseudoplasticfluid)28二、脹塑性流體(dilatantfluid)n>1時稱為脹塑性流體（圖1-33的c線）。這類流體在流動時，表觀黏度隨剪切速率的增大而增大。某些濕沙，含有硅酸鉀、阿拉伯樹膠等的水溶液均屬于脹塑性流體。29三、賓漢塑性流體(Binghamplasticfluid)

(1-125)某些液體，如潤滑脂、牙膏、紙漿、污泥、泥漿等屬于賓漢塑性流體。30

第一章流體流動1.9非牛頓流體的流動1.9.1非牛頓型流體的流動特性1.9.2冪律流體在管內(nèi)流動的阻力31一、管內(nèi)層流對于冪律流體在管內(nèi)的流動代入剪應(yīng)力沿管徑方向的分布式：積分并整理，可得32管中心最大流速：管內(nèi)速度分布：管截面平均流速:一、管內(nèi)層流33非牛頓流體的廣義雷諾數(shù)摩擦系數(shù)摩擦阻力時流動為層流一、管內(nèi)層流34二、管內(nèi)湍流通過實驗關(guān)聯(lián)，冪律流體在光滑管中作湍流流動時的摩擦系數(shù)的經(jīng)驗方程為35練習(xí)題目思考題作業(yè)題:23、24、251.各種流量計的測量原理。2.那些屬于變截面流量計，那些屬于變壓差流量計？3.非牛頓性流體的分類及特性。36流體靜力學(xué)方程及其應(yīng)用連續(xù)性方程、機械能衡算方程及其應(yīng)用管路系統(tǒng)阻力的計算方法學(xué)習(xí)指導(dǎo)本章重點掌握的內(nèi)容動量傳遞原理渦流動量傳遞原理流體與壁面之間的對流動量傳遞原理邊界層與邊界層分離現(xiàn)象管內(nèi)摩擦阻力、局部阻力的計算37管路計算學(xué)習(xí)指導(dǎo)流速與流量的測量方法簡單管路、并聯(lián)與分支管路的計算氣體（可壓縮流體）輸送管路非牛頓流體輸送管路的計算流量計的結(jié)構(gòu)流量計的工作原理賣油翁下課了，回顧學(xué)習(xí)一個小故事吧！學(xué)習(xí)目標(biāo)1、復(fù)述故事，深入理解文章內(nèi)容，初步把握人物形象。2、學(xué)會利用文中關(guān)鍵詞句分析人物形象。3、體會文章所揭示的深刻道理。故事發(fā)生的時間、地點、人物、事件的起因、經(jīng)過和結(jié)果要復(fù)述清楚?？磮D復(fù)述課文內(nèi)容自學(xué)指導(dǎo)(一)1、作者運用哪幾種方法去刻畫人物的形象？從文中找出具體句子進行分析。并說說你是如何看待這兩個人物的。2、從這個故事中你懂得了什么道理？自學(xué)指導(dǎo)(二)陳堯咨（善射）賣油翁（善酌）動作神態(tài)語言睨之無他，但手熟爾以我酌油知之我亦無他，惟手熟爾汝亦知射乎吾射不亦精乎爾安敢輕吾射釋擔(dān)而立但微頷之取置覆酌瀝性格:自矜（驕傲）謙虛對比道理:熟能生巧,即使有什么長處也不必驕傲自滿。忿然笑而遣之笑而遣之1、聯(lián)系生活、學(xué)習(xí)，說說熟能生巧的事例。

2、你認為一個人應(yīng)該如何看待自己的長處？又如何看待他人的長處？課外延伸人外有人，天外有天。取人之長，補己之短。自滿人十事九空，虛心人萬事可成。謙受益，滿招損。三人行，必有我?guī)熝伞衿渖普叨鴱闹?，其不善者而改之。驕傲自滿是我們的一座可怕的陷阱；而且，這個陷阱是我們自己親手挖掘的。

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老舍

尺有所短；寸有所長。物有