【正文】 （ 121） 第三節(jié) 連續(xù)性方程式是一個很重要的基本方程式，可以用來計算流體的流速或管徑。但任何科學(xué)的抽象都能幫助我們更好的理解和解決實際問題。 流體動力學(xué) 當(dāng)理想流體在一密閉管路中作穩(wěn)定流動時，由能量守恒定律可知，進入管路系統(tǒng)的總能量應(yīng)等于從管路系統(tǒng)帶出的總能量。流體在任一截面上，各種機械能的總和為常數(shù)。 流體動力學(xué)3．實際流體的柏努利方程 在化工生產(chǎn)中所處理的流體都是實際流體。如圖 113所示， 1kg流體從輸送機械所獲得的機械能，稱為外加能量。 （ 1）以單位重量（ 1N） 流體為衡算基準(zhǔn) 將式（ 125）中各項除以 g， 則得 m流體柱 （ 126） 第三節(jié) ，位壓頭； ，動壓頭； ，靜壓頭； ,外加壓頭； ，損失壓頭。 五、柏努力方程的應(yīng)用 應(yīng)用柏努利方程時應(yīng)注意以下各點： 1．截面選?。合纫ǔ龉苈返纳嫌谓孛?11和下游截面 22，以明確所討論的流動系統(tǒng)的范圍。 3．柏努利方程中各項物理量的單位必須一致。 第三節(jié) 對于氣體，當(dāng)所取系統(tǒng)兩截面之間的絕 對壓力變化小與原來壓力的 20% 時，仍可使 用式（ 125）（ 126）（ 127）進行計算。圖 114所示，在一水槽的底部接出一段直徑均勻的水平管，在截面 1 22兩處安裝兩根直立的玻璃管，用來觀測當(dāng)水流經(jīng)管道時兩截面處的靜壓力。這種壓力降就是流體阻力的表現(xiàn)。 由于流體層與流體層之間產(chǎn)生相對運動，流得快的流體層對與其相鄰流得慢的流體層產(chǎn)生一種牽引力，而流得慢的流體層對與其相鄰流得快的流體層則產(chǎn)生一種阻礙力。 第四節(jié) 流體阻力 此外，當(dāng)流體流動激烈呈紊亂狀態(tài)時，流體質(zhì)點流速的大小與方向發(fā)生急劇的變化，質(zhì)點之間相互激烈的交換位置。另外，管壁粗糙程度和管子的長度、直徑均對流體阻力的大小有影響。 第四節(jié) 流體阻力 衡量流體黏性大小的物理量，稱為黏性系數(shù)或動力黏度，簡稱黏度，用符號 表示。由于泊的單位太大，一般常用的是厘泊（ cP）。 物理單位制中黏度的單位與 SI制中黏度單位的換算關(guān)系如下： 1 Pa液體的黏度隨溫度的升高而降低；氣體則相反，黏度隨溫度的升高而增大。s ； —— 混合液中組分的摩爾分?jǐn)?shù)； —— 混合液中組分的黏度， Pas； —— 混合氣體中組分的摩爾分?jǐn)?shù)； —— 混合氣體中組分的分子量，即千摩爾質(zhì)量， kg/kmol。清水從恒位槽穩(wěn)定地流入玻璃管，玻璃管進口中心處插有聯(lián)接紅墨水的針形細(xì)管，分別用閥 A、 B調(diào)節(jié)清水與紅墨水的流量。速度再增大，紅色細(xì)線斷裂、沖散，全管內(nèi)水的顏色均勻一致，如圖 116（ c） 所示。流體流速增大到某一值時，流體質(zhì)點除流動方向上的運動之外，還向其他方向做隨機運動，即存在流體質(zhì)點的不規(guī)則脈動，彼此混合。這一數(shù)群就稱作雷諾數(shù)，用表示： （ 130） 雷諾數(shù)是沒有單位的。雷諾數(shù)即是反映了上述四個因素對流體流動類型的影響，因此 Re數(shù)值的大小，可以作為判別流體流動類型的標(biāo)準(zhǔn)。它既反映所包含的各物理量的內(nèi)在關(guān)系，并能說明某一現(xiàn)象或過程的一些本質(zhì)。 需要指出的是，流動雖分為層流區(qū)、湍流區(qū)和過渡區(qū)，但流動類型只有層流和湍流。只能用于非圓形管路，不能把當(dāng)作直徑 d來計算其截面積。但層流與湍流時在管道截面上的流速分布并不一樣，第四節(jié) 流體阻力所以流體的平均流速與最大流速的關(guān)系也不相同。 第四節(jié) 流體阻力 四、流體阻力的計算 流體在管路中流動時的阻力可分為直管阻力（或稱沿程阻力）和局部阻力兩部分。第四節(jié) 流體阻力1．直管阻力的計算 由實驗可知，流體在圓形直管中流動時的損失能量 可按下式進行計算。通過理論推導(dǎo)，可以得出 與 Re的關(guān)系。這樣粗略地劃分光滑管與粗糙管為應(yīng)用圖 119提供了方便。但式中的項及 Re中的值，均應(yīng)以當(dāng)量直徑代替。例如，標(biāo)準(zhǔn)彎頭的值為 15，如這種彎頭配置在 φ1084mm 的管路上，則它的當(dāng)量直徑＝ 15(10824) ＝ 1500mm＝ m?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　? （ 140） 式 (138)適用于等徑管路的總阻力計算。因流體慣性的作用，流道截面積最小處是比孔板稍微偏下的下游位置，該處的流道截面積比圓孔的截面積更小，這個最小的流道截面積稱為縮脈。以孔口前后的壓差代替式中的 時，上式必須校正。綜合考慮上述三方面的影響，引入校正系數(shù) C， 將 、實測壓差帶入 第五節(jié) 流量的測量與調(diào)節(jié)根據(jù)連續(xù)性方程式帶入上式，整理得并令 稱為孔流系數(shù) 第五節(jié) 流量的測量與調(diào)節(jié) 則得 （ 141） 管道中的流量 為 （ 142） 孔流系數(shù)的數(shù)值一般由實驗測定。其缺點是流體流經(jīng)孔口 時的能量損失較大，大部分的壓降無法恢復(fù)而損失掉。一般收縮角 ，擴大角 。 三、轉(zhuǎn)子流量計 孔板流量計是利用截面積一定的孔口產(chǎn)生節(jié)流，由孔板前后的壓力差測定流量的流量計。這時讀取轉(zhuǎn)子停留位置玻璃管上的刻度，則可得知流量。謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH。轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)子位置與流量的關(guān)系需要預(yù)先校正。圖 1—23 是表示轉(zhuǎn)子流量計構(gòu)造的示意圖。 第五節(jié) 流量的測量與調(diào)節(jié) 文氏管流量計的阻力較小，大多數(shù)用于低壓氣體輸送中的測量。為了減少能量的損失，把銳孔結(jié)構(gòu)改制成漸縮減擴管，這樣構(gòu)成的流量計，稱為文氏管流量計。流量計所測定的流量范圍一般應(yīng)取在為定值的區(qū)域，其值約為 ~。同時，由于縮脈處的截面積 難以知道，而小孔的截面積 是可以計算的，所以可用小孔處的流速 來代替 。 第五節(jié) 流量的測量與調(diào)節(jié)圖 121 孔板流量計 第五節(jié) 流量的測量與調(diào)節(jié) 若不考慮通過孔板的阻力損失，在水平管截面 11和截面 22之間列出柏努利方程，則 整理得 第五節(jié) 流量的測量與調(diào)節(jié) 在孔板流量計上安裝 U型管液柱壓差計 ，是為了求得式中的壓差。 第五節(jié) 流量的測量與調(diào)節(jié) 一、孔板流量計 如圖 121所示，中央開有銳角圓孔的一薄圓片（孔板）插入水平直管中，當(dāng)管內(nèi)流動的流體通過孔口時，因流通截面積突然減小，流速驟增，隨著流體動能的增加，勢必造成靜壓能的下降，由于靜壓能下降的程度隨流量的大小而變化，所以測定壓力差則可以知道流量。其值由實驗測定，列于表 13。 （ 1）當(dāng)量長度法 將某一局部阻力折合成相當(dāng)于同直徑一定長度直管所產(chǎn)生的阻力，此折合的直管長度稱為當(dāng)量長度，用符號 表示。工程計算中一般按湍流處理，將相應(yīng)湍流時的曲線延伸，以便查取 值。由于湍流時質(zhì)點運動的復(fù)雜性，現(xiàn)在還不能從理論上推算 值，通常是通過實驗，將與 Re的函數(shù)關(guān)系標(biāo)繪在雙對數(shù)坐標(biāo)系中，如圖 119所示。 第四節(jié) 流體阻力 摩擦系數(shù) 與管內(nèi)流體流動時的雷諾數(shù) Re有關(guān)，也與管道內(nèi)壁的粗糙程度有關(guān)，這種關(guān)系隨流體流動的類型不同而不同。 局部阻力：流體流經(jīng)管路中的管件、閥門或突然擴大與縮小等局部障礙所引起的阻力。其厚度雖然很小，但對流體傳熱、傳質(zhì)等方面影響很大。因此，靠近管壁附近處的流層流速較小，附在管壁上的流層流速為零，離管壁越遠(yuǎn)流速越大，在管中心線上流速 最大。 第四節(jié) 流體阻力 3．當(dāng)量直徑 如果管路的截面不是圓形， Re計算式中的 應(yīng)用當(dāng)量直徑代替?！　? 實驗證明：當(dāng) Re＜ 2023時，流體的流動類型屬于層流，稱為層流區(qū)；當(dāng) Re＞ 4000時，流體的流動類型屬于湍流，稱為湍流區(qū)；當(dāng) Re數(shù)值在 2023與 4000之間時，流動狀態(tài)是不穩(wěn)定的，稱為過渡區(qū)。由幾個物理量按照沒有單位的條件組合的數(shù)群，稱為特征數(shù)或準(zhǔn)數(shù)。這種組合一般都是在大量實踐的基礎(chǔ)上，對影響某一現(xiàn)象或過程的各種因素有了一定認(rèn)識之后，利用物理分析或數(shù)學(xué)推導(dǎo)或兩者相結(jié)合的方法產(chǎn)生的。 第四節(jié) 流體阻力 雷諾進行的實驗研究還表明，流體的流動狀況不僅與流體的流速有關(guān)，而且與流體的密度、黏度和管徑有關(guān)。當(dāng)流速較小時，流體質(zhì)點沿管軸做規(guī)則的平行直線運動，