【正文】 管徑 φ57mm 。 22fluhdg?? ? ??直管阻力的計(jì)算通式 :范寧公式 局部阻力的計(jì)算 ? 阻力系數(shù)法 模仿總阻力損失的計(jì)算公式，將局部阻力引起的能量損失，表示為動(dòng)壓頭的一個(gè)倍數(shù)。 ? 流體在 直管中的阻力公式推導(dǎo) ? 層流的摩擦阻力 ? 湍流的摩擦阻力 64Re? ?264R e 2fluhdg? ? ??( R e , )d??經(jīng)驗(yàn)公式 查圖表 湍流時(shí)阻力損失定性分析 ? 受 管道粗糙度 影響很大： 光滑管和粗糙管 描述粗糙度的參數(shù) 層流時(shí)，粗糙度的影響： 湍流時(shí)，粗糙度的影響： 不大 1）層流底層厚度 δ＞ ε 2）層流底層厚度 δ＜ ε 光滑管流動(dòng) 完全湍流，完全粗糙管 量綱分析法 —— 公式推導(dǎo) ? 無(wú)法用理論分析法得到湍流時(shí)摩擦阻力系數(shù)的公式。一般用 20℃清水進(jìn)行標(biāo)定。 1 1’ 2 2’ 0 ? 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便 ，應(yīng)用廣泛 ? 缺陷 能量損耗大 ? 為了減小阻力損失，將其外形進(jìn)行更精心的改裝，設(shè)計(jì)的更具流線形，即為 文丘里流量計(jì) ? 結(jié)構(gòu) 帶刻度線、垂直安裝的自下而上截面積逐漸增大的錐形玻璃管，上下浮動(dòng)且能旋轉(zhuǎn)自如的轉(zhuǎn)子 ? 轉(zhuǎn)子：可由金屬制成，也可 由其他材料制成 要求：密度比流體密度大 ? 原理 當(dāng)流體自下而上流過(guò)錐形管時(shí)， 分析轉(zhuǎn)子受力： 根據(jù)物體受力平衡： 轉(zhuǎn)子承受的壓力差＝轉(zhuǎn)子凈重力 ＝轉(zhuǎn)子重力－流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力 f f f fP A V g V g??? ? ? ?f f f fP A V g V g??? ? ? ?f f f fP A V g V g??? ? ? ?= ? 由上式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止在任何位置時(shí)，△ P總為定值 ,與流量無(wú)關(guān)。 流體流量的測(cè)量工具 ? 孔板流量計(jì) ? 文丘里流量計(jì) ? 轉(zhuǎn)子流量計(jì) ? 結(jié)構(gòu) 關(guān)鍵：在管道中安裝一片中央帶有圓孔的孔板 ? 原理 由于慣性的作用 流體流經(jīng)小孔后，繼續(xù)收 縮至最小，然后再逐漸擴(kuò)大 到整個(gè)管子。 邊界層與固體壁面相脫離 —— 邊界層分離 流動(dòng)中產(chǎn)生大量旋渦 第三節(jié) 邊界層理論 三、邊界層分離 繞過(guò)鈍體的穩(wěn)態(tài)流動(dòng) 鈍體尾部上的邊界層 邊界層與固體壁面相脫離 內(nèi)部充滿旋渦 導(dǎo)致流體能量大量損失，是粘性流動(dòng)流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生能量損失的重要原因之一 第三節(jié) 邊界層理論 當(dāng)流體流過(guò)表面曲率較大的曲面時(shí) 三、邊界層分離 (一 )現(xiàn)象 流體流過(guò)表面曲率較大的曲面時(shí)， 邊界層外流體的速度和壓強(qiáng)均沿流動(dòng)方向發(fā)生變化 ，邊界層內(nèi)的流動(dòng)會(huì)受到很大影響 流道斷面變化 流速變化 壓強(qiáng)變化 第三節(jié) 邊界層理論 三、邊界層分離 (二 )過(guò)程 分離點(diǎn) 逆壓區(qū) 流體慣性力與壓強(qiáng)差克服流體的粘性力 順壓區(qū) 流體慣性力克服粘性力和逆壓強(qiáng) 流體質(zhì)點(diǎn)的速度逐漸減小 D點(diǎn)近壁面處流體質(zhì)點(diǎn)速度為零 D點(diǎn)之后 ? 第三節(jié) 邊界層理論 三、邊界層分離 層流（滯流）底層 ? 湍流流動(dòng)還有一個(gè)特征，無(wú)論流體主體的湍動(dòng)程度如何劇烈， 在靠近管壁處總有一層作滯流流動(dòng)的流體薄層，稱之為滯流底層或?qū)恿鞯讓?。 ? 當(dāng)流體流入圓管時(shí) ， 只在進(jìn)口附近一段距離內(nèi) (入口段 )有邊界層內(nèi)外之分 。 質(zhì)點(diǎn)沿軸線方向運(yùn)動(dòng) 無(wú)徑向運(yùn)動(dòng) 層流 u低 u增大 質(zhì)點(diǎn)作波動(dòng) 過(guò)渡區(qū) u再大 湍流 質(zhì)點(diǎn)作無(wú)規(guī)則脈動(dòng) 兩種流動(dòng)類型 ? 層流（滯流） 質(zhì)點(diǎn)始終與管軸平行的方向作直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)之間無(wú)混合 ? 湍流 質(zhì)點(diǎn)的速度沿各個(gè)方向，大小也在不斷變化，且質(zhì)點(diǎn)間相互碰撞混合，運(yùn)動(dòng)比較劇烈 影響流體流動(dòng)類型的因素 ? 包括： d（管徑）， u（流速）， ρ（密度）， μ（粘度） 將這些因素綜合起來(lái)，可用一個(gè)準(zhǔn)數(shù) Re來(lái)描述： Re du ?? μ2Redu u uu??? ? ?uμμd慣性力 粘性力 2Redu u uu??? ? ?uμμdRedu u uu??? ? ?μ μRe－－無(wú)因次，有一定物理意義 雷諾數(shù) Re－－流動(dòng)類型判斷的依據(jù) ? Re≤ 2 000 層流（ 滯流 ） ? 2023＜ Re＜ 4000 過(guò)渡 區(qū) ? Re≥ 4 000 湍流 流體在圓管中的速度分布 ? (滯流 ) 滯流 時(shí)流速沿管徑 呈拋物線分布，管 中心處流速最大，管截面各點(diǎn)速度的平均值為管中心處最大速度的 ； m a x?22()4rpu R rl??? 2max 4puRl?? 2m a x4uRl? 28pl?? 12Rd? 232lupd??哈－泊方程 28pl?? m in 0u ? ? 湍流時(shí) ， 流體質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈 湍動(dòng)有利于交換能量 ， 使得管截面靠中心部分速度分布比較均勻流速分布曲線前沿平坦 ， 而近壁部分的質(zhì)點(diǎn)受壁面阻滯 ， 流速分布較為陡峭 ， 湍流 的平均速度約為最大速度的 。試計(jì)算所需的外加機(jī)械能。 1 1’ 2 2’ ? 柏努利方程的物理意義可以從題圖中得到說(shuō)明 ， 若忽略 A， B間的阻力損失 ， 試判斷 B玻璃管水面所處的刻度 。 mP?靜壓能 ?對(duì)流體所做的功＝靜壓能 ? 內(nèi)能 內(nèi)能 (又稱熱力學(xué)能 )是流體內(nèi)部大量分子運(yùn)動(dòng)所具有的內(nèi)動(dòng)能和分子間相互作用力而形成的內(nèi)位能的總和。 以后我們的研究均系穩(wěn)態(tài)流動(dòng)問(wèn)題 定態(tài)（穩(wěn)態(tài)）流動(dòng)和非定態(tài)流動(dòng) ? 流體流動(dòng)中的物料衡算和能量衡算 ? 表征流體流動(dòng)規(guī)律有 連續(xù)性方程 和 柏努利方程。 最高液位 平衡室 U形管壓差計(jì) 容器 ?容器中的液面達(dá)到最 高允許液位時(shí)，壓差計(jì)的讀數(shù) 。隨測(cè)量的壓力差的不同 U形管中指示液所顯示的高度差亦不相同。 ? 壓力或壓差的大小可用液柱高度表示，液柱高度與液體密度大小相關(guān)。 dudy? μμdudy dy u u+du ? 將上式稍作變化： 當(dāng) 時(shí)， μ τ 39。 因粘性產(chǎn)生 形成 fh?克服 阻力 ?流體流動(dòng) 內(nèi)摩擦力 流動(dòng)阻力 消耗機(jī)械能 熱能 能量損失 ?內(nèi)摩擦力是一種剪力，它的大小體現(xiàn)了流體粘性的大?。簝?nèi)摩擦力越大，粘性越大；內(nèi)摩擦力越小，粘性越小。 ? 造成這種現(xiàn)象的原因 流體具有粘性 一些生活中常見(jiàn)現(xiàn)象 ? 流動(dòng)性：油＜水 粘性：油＞水 氣體＞液體 氣體＜水 實(shí)驗(yàn)證明流體粘性的存在 流體在圓管內(nèi)流動(dòng)的速度分布 ? 管中心處： ? 愈近壁處： ? 管壁處： maxuu 0?速度沿管截面變化 管內(nèi)流動(dòng)流體， 速度沿管截面變化 ? 由于流體本身粘性及其與管壁間存在摩擦力，使流體在管道截面上形成流速分布。 毫巴 （ mbar） 第一章 流體流動(dòng) ? 流體的基本性質(zhì) ? 流體流動(dòng)的基本規(guī)律 ? 管內(nèi)流體流動(dòng)現(xiàn)象 ? 實(shí)際流體流動(dòng)時(shí)的阻力 ? 流體流量的測(cè)量 流體的基本性質(zhì) ? 壓力 ? 密度與比體積 ? 流量 與 流速 ? 粘度 ? 流體靜力學(xué)基本方程式 壓力的表達(dá)方式 ? 絕對(duì)壓 ? 以絕對(duì)零壓為起點(diǎn)而計(jì)量的壓力 ，即流體的真實(shí)壓力 ? 表壓 ? 以大氣壓力為基準(zhǔn)而計(jì)量的壓力 ， 當(dāng)被測(cè)壓力高于大氣壓時(shí) ，所測(cè)壓力稱為表壓 ? 表壓 =絕對(duì)壓力 大氣壓力 ? 真空度 ? 以大氣壓力為基準(zhǔn)而計(jì)量的壓力 ， 當(dāng)被測(cè)壓力低于大氣壓 時(shí) (工程上稱為負(fù)壓 )，所測(cè)壓力稱為真空度 ? 真空度＝大氣壓力 絕對(duì)壓力 流體的密度與比體積 mV??1???可壓縮流體與不可壓縮流體 實(shí)際流體都是可壓縮的 液體的體積隨壓力及溫度變化很小，一般把它當(dāng)作不可壓縮流體 流量的表示方法 ? 單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的流體量，稱為流體的流量 。 化工基礎(chǔ)的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法 ? 化工是一門(mén)工程技術(shù)學(xué)科，面臨著真實(shí)、復(fù)雜的化工生產(chǎn)過(guò)程，要完全如實(shí)逼真的描述幾乎不可能?；せA(chǔ) 化工過(guò)程 化工原理 化工原理 主要研究一些化學(xué)工藝過(guò)程可能涉及的一些 物理過(guò)程 ，無(wú)明顯化學(xué)反應(yīng)。 ? 反應(yīng)工程主要研究反應(yīng)器內(nèi)的傳遞過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)的相互關(guān)系和影響，目的在于控制生產(chǎn)規(guī)模下的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的最佳設(shè)計(jì)。 帕（ Pa） ▲ 毫米汞柱（ mmHg） 毫米水（ mmH2O） ▲ 千克力 /厘米 2（ kgf/cm2） ▲ 物理大氣壓（ atm） ▲ 巴 （ bar） 。 s1 ? 兩種計(jì)量方法的 換算關(guān)系 ： mvqq?? 流速的表示方法 ? 流速的表示通常有兩種方法： ? 點(diǎn)速度 運(yùn)動(dòng)途徑中某一點(diǎn)位置的即時(shí)速度 ? 平均速度 指流道整個(gè)截面上的平均流速 ，用 u表示 vqu S?點(diǎn)速度 ≠平均速度 ? 通常，流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管道中心流速最大；越靠近管壁，流速越?。辉诰o靠管壁處，流速為零。 ? 二力大小相等 方向相反 uu????? ??? 牽引力大小曳力 ? 這種存在于運(yùn)動(dòng)