【正文】 體質(zhì)點總體上沿軸向運動，但在徑向上還有 脈動 ， 流體質(zhì)點彼此間碰撞劇烈，阻力損失比因摩擦力而引起阻力損失大的多 。如右圖，湍流流體某質(zhì)點 i的速度脈動曲線，該質(zhì)點的速度在一平均值（稱為 時均值 ）上下波動。在一般工程計算中， Re為判據(jù)將流動劃分為三區(qū)，但是只有兩種流型，即 層流和湍流 。4000，一般都出現(xiàn)湍流，此為湍流區(qū)注意 ：流動的型態(tài)判據(jù)流動的型態(tài)雷諾準數(shù)的因次 Re準數(shù)是一個 無因次數(shù)群 。流動的型態(tài)二、流型的判據(jù) —— 雷諾數(shù) Re質(zhì)點的 脈動是湍流運動的最基本特點。流體質(zhì)點作 直線運動 ，即流體 分層流動 ，層次分明，彼此 互不混雜 ， 質(zhì)點無徑向混合 。Flow)圓管內(nèi)部流體運動的數(shù)學描述返回流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)本節(jié)的目的 是了解流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以便為阻力損失計算打下基礎(chǔ)。(3) 動量守恒 有興趣的同學自學，一般了解。p2=02/0/02其中 Z0=H0=0， Z2=H=p1=105Pa，u2=0,間列柏努利方程，以貯槽液面為基準水平面，得：1/12/2已知量： Z1=H2=5m當輸水量為 36m3/h時，進水管道全部阻力損失為 ，出水管道全部阻力損失為 ，壓力表讀數(shù)為 105Pa，泵的效率為 70%，水的密度 ?為 1000kg/m3，試求：（ 1）兩槽液面的高度差 H為多少？（ 2）泵所需的實際功率為多少 kW ？ 截面的選取 進行能量衡算必須選擇，水平基準面一般選擇 地面、樓面或設(shè)備基礎(chǔ)、管子和設(shè)備中心 ， 截面至基準面的垂直距離必須是可知 ?！?速度 頭 ， 單 位重量流體所具有的 動 能。不同衡算基準下的柏努利方程J/kgm—— 位 頭 ， 單位重量流體所具有的 位能 。以后可以把 上的－去掉， u表示平均速度 機械能守恒機械能守恒沿流線（歐拉考擦法，固定截面上考擦）的機械能守恒定態(tài)流動，流線與軌跡線重合，上式仍適用，即：理想流體管流的機械能守恒 機械能守恒以上三式相加得：若流體僅在重力場中流動，取 z軸垂直向上，則：上式成為對不可壓縮流體， ρ＝常數(shù)，積分上式得此式稱為 沿軌線的柏努利(Bernoulli)方程?修正比較直觀，較簡單比較嚴格，較繁瑣of質(zhì)量守恒對 不可 壓縮 流體：對圓形截面管道： 對均勻直管： 流入 流出 =積累注意：由于氣體的體積流量 qV隨溫度、壓強而變，所以氣體流速亦隨 t、 p而變，因此，對于氣體在管內(nèi)流動的有關(guān)計算，采用 不隨狀態(tài)變化的質(zhì)量流速 較為方便，如計算氣體雷諾準數(shù) ，哪個方便？質(zhì)量守恒流體在管截面上的速度分布規(guī)律較為復雜，如在工程上為計算方便起見，流體的流速通常指 整個管截面上的平均流速 ，其表達式為：常用 注意 ：流量是一種 瞬時的特性 ，不是某時間內(nèi)累計流過的量。⑵ 質(zhì) 量流量 （ Kg/s或 Kg/h）與 的關(guān)系為：⑶ 質(zhì)量守恒一、基本概念流量機械能守恒 正確確定衡算范圍（上、下游截面的選?。┦墙忸}的關(guān)鍵 。 本節(jié)學習要求 學會運用兩個方程解決流體流動的有關(guān)計算問題壓強的靜力學測量方法三、液位的測定圖返回作業(yè)： P56液封高度可根據(jù)靜力學基本方程式進行計算。安全液封動畫壓強的靜力學測量方法對于水平面 56，即有：對于鍋爐的表壓，即有：壓強的靜力學測量方法若容器 A內(nèi)為氣體，則 ?gh項很小可忽略，于是：壓強的靜力學測量方法 U形壓力計 壓強的靜力學測量方法兩點在相連通的同一靜止流體內(nèi)，兩點處靜壓強相等 ? U型管壓差計、傾斜 普通 本節(jié)介紹它在測量液體的壓力和確定液封高度等方面的應(yīng)用。表壓強壓強表上的讀數(shù)，表示被測流體的絕對壓強比大氣壓強高出的數(shù)值，即 :絕對壓強 但習慣上還采用其它單位，它們之間的換算關(guān)系為：1atm= kgf/cm2 =760mmHg= = bar =105Pa ?單位等高面即為等壓面。壓強能與位能各項均除以密度和 g，可得進一步化簡可得：壓強或壓強差的大小可用某種液體的液柱高度表示， 衡算基準不同，方程形式不同。即壓力可傳遞，這就是 巴斯噶定理 ； 物理意義：壓強能 +位能 =常數(shù)，總勢能保持不變。靜壓強在空間的分布如流體所受的體積力僅為重力，并取 z軸方向與重力方向相反，則： 將此式代入流體平衡的一般表達式有：靜壓強在空間的分布歐拉平衡方程 若將該微元流體移動 dl距離，此距離對 x， y， z軸的分量為 dx、 dy、 dz，將上列方程組分別乘以 dx、 dy、 dz并相加得：體積力設(shè)單位質(zhì)量流體上的體積力在 x方向的分量為 X(N/Kg)，則微元所受的體積力在 x方向的分量為 靜壓強在空間的分布X如果表示流體上某點的密度則為：影響因素⑴ 對于液體靜壓強在空間的分布一、補充內(nèi)容：密度的概念和影響因素定義 單位體積流體所具有的質(zhì)量 靜壓強在空間的分布機械能損失 — 內(nèi)摩擦力作用。流體流動中的機械能液體因運動而具有的能量，稱為動能。流體流動中的機械能三、動能在重力場中，液體高于某基準面所具有的能量稱為液體的位能。單位質(zhì)量流體所具有的內(nèi)能 U＝ f（ t）， J/Kg二、位能內(nèi)能大小主要決定于 液體的溫度 ，而 液體的壓力影響可以忽略 。關(guān)系見本章第 8節(jié)。固體可以承受很大的剪應(yīng)力和抵抗剪切變形。cP，要記住，油的粘度可達幾十到幾百 cP, ↓，水(20℃ )， m2/s運動粘度 垂直于表面的力 P，稱為壓力。若取流體中任一微小的平面，作用于其上的表面力可分為壓力 P與剪力 τ。重力與離心力都是典型的體積力。流體流動 —— 歐拉法返回⑵ 控制體：是劃定一固定的空間體積，構(gòu)成控制體的空間界面稱為控制面，控制面總是封閉的固定界面。⑴ 系統(tǒng)：是包含眾多流體質(zhì)點的集合（是采用拉格朗日法考察流體的），系統(tǒng)的邊界隨著流體一起流動，其形狀和大小都是隨著時間而變化。② 不是真正幾何意義上的點，而是具有質(zhì)點尺寸的點 對 定態(tài)流動 更是如此。流體流動的考察方法它們的應(yīng)用場所：在固定的空間位置上觀察 、拉格朗日法：選定一個流體質(zhì)點，對其跟蹤觀察，描述其運動參數(shù)（位移、速度等）與時間的關(guān)系。注意 ：這種假定在絕大多數(shù)情況下是適合的，但是在高真空稀薄氣體的情況下是不成立的。⑵ 流體是由大量質(zhì)點組成的，彼此之間沒有空隙、完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)。因此 這種考察方法認為流體是不連續(xù)的介質(zhì)，所需處理的運動是一種隨機的運動，問題將是非常復雜的。在流動規(guī)律的研究中，感興趣的不是單個分子的微觀運動，而是流體宏觀的機械運動 ，因此可以流體在空間流動假定為連續(xù)分布的。流體流動的考察方法一、連續(xù)性假定 (Continum流體流動中的機械能 非牛頓流體的流動（略）非牛頓流體的流動（略）流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)流體流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)化工原理流體流動中的守恒原理流體流動中的守恒原理流速和流量的測定流速和流量的測定流體流動中的作用力(1)流動阻力及流量計算(3)流體的混合效果流體流動研究的內(nèi)容是什么？采用什么方法研究流體流動的宏觀規(guī)律？不同的考察方法對流體流動情況的理解也就不同。在物理化學中（氣體分子運動論）是考察單個分子的微觀運動，分子的運動是隨機的、不規(guī)則的混亂運動，在某一方向上有時有分子通過，有時沒有。怎樣看成連續(xù)的（假定內(nèi)容）？1歐拉法 一般情況下，需對 流動作出描述 時，都采用歐拉法。流體流動的考察方法四、兩種考察方法的比較 流線與軌線 ：某一質(zhì)點的運動軌跡(拉格朗日法的結(jié)果 )。如右圖，流線上四個箭頭分別表示在同一時間四個不同空間位置上 a、b、 c、 d四個流體質(zhì)點 固體質(zhì)點運動 —— 拉格朗日法如流體在重力場中運動時受到的重力就是一種體積力， F＝ mg。表面力與流體的 表面積 成正比。⑴ 1MPa（兆帕）＝ 106Pa（帕斯卡）注意：國內(nèi)許多教材習慣上把壓強稱為壓力。牛頓粘性定律 固體表面的剪應(yīng)力 τ∝ 剪切變形（角變形）而流體內(nèi)部的剪應(yīng)力 τ∝ 剪切變形速率（角變形速率）（見下圖） 這 是由于流體在剪切力的作用下其 變 形是無止境的，只要作用力存在， 變 形與運 動 將一直 維 持下去，只能在剪 應(yīng) 力 τ與 變 形的快慢（即 變 形速率）之 間 建立關(guān)系，牛頓 粘性定律就是 這 種關(guān)系，式中的速率梯度 就是剪切變形速率⑵ 單位： SI制： SI制的單位為 粘度 μ又稱為動力粘度。μ靜止流體不能承受剪應(yīng)力（哪怕是非常微小的剪應(yīng)力）和抵抗剪切變形。輸送原油加熱目的？不服從牛頓粘性定律的流體稱為 非牛頓型流體， 非牛頓型流體（血液、牙膏等）的 τ與速度梯度 因此液體的內(nèi)能與其狀態(tài)有關(guān)。， v—— 流體的比容 單位質(zhì)量流體所具有的壓強能流體靜力學壓強的靜力學測量方法 返回A ② 上式兩邊同除以得：同理 設(shè)流體不可壓縮，即密度 ρ與壓力無關(guān)，可將上式積分得：