【正文】 汽蝕余量可分為：有效汽蝕余量（裝置汽蝕余量）和必須汽蝕余量（汽蝕余量）。這種尚未影響道泵外部性能的汽蝕稱為 潛伏汽蝕 。 （ 3）通過測定故障水泵或風(fēng)機(jī)的性能曲線進(jìn)行故障分析是常用的故障分析方法，但這種方法需要對性能曲線和各種故障現(xiàn)象有充分的了解，對于學(xué)生可能還不能達(dá)到這種要求，所以對這部分內(nèi)容只要求理解即可。 （ 8）振動(dòng)、噪聲、磨損產(chǎn)生的原因和防止措施。 （ 4）泵與風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)的確定方法?？傮w而言，本章要求結(jié)合理論知識正確安裝、操作和管理泵與風(fēng)機(jī)，所以要特別注意理論與實(shí)際操作的對應(yīng)與結(jié)合。 將此關(guān)系繪制在以流量 q和壓頭 H為坐標(biāo)的直角坐標(biāo)圖上，就可以得到管路特性曲線。即： 42)1(8dgS eh ????528dglSH ???? （ 2）并聯(lián)管路 并聯(lián)管路由若干有共同起點(diǎn)、共同終點(diǎn)的管段并接而成，類似于并聯(lián)電路，其流動(dòng)特點(diǎn)為： 并聯(lián)管道流量分配定律：各支路的流量按能量損失相等的原則來分配流量。 按管路中流體能量損失的大小可以分為長管和短管； 按結(jié)構(gòu)形式則分為簡單管路和復(fù)雜管路；而復(fù)雜管路又可以分為串聯(lián) 管路、并聯(lián)管路、枝狀管路和環(huán)狀管路。 2）采用擴(kuò)散角較小的漸擴(kuò)管有利于減阻。只有在各管件之間的距離大于3倍管徑時(shí)，才能簡單的疊加。因而計(jì)算 ζ 無需判斷流態(tài)，只需按管件形狀選擇公式計(jì)算即可。 (Re)f?? )(Re, dKf?? 尼古拉茲曲線明顯的分為五個(gè)區(qū)域： Ⅰ 為層流區(qū)， Ⅱ 為臨界區(qū)， Ⅲ 為湍流光滑區(qū)， Ⅳ 為湍流過渡區(qū)， Ⅴ 為湍流粗糙區(qū)（阻力平方區(qū)）， 尼古拉茲實(shí)驗(yàn)是針對人工粗糙管進(jìn)行的，工業(yè)生產(chǎn)中所用的實(shí)際管道的粗糙度不似人工粗糙度那么均勻，將尼古拉茲曲線直接應(yīng)用于工業(yè)管道會(huì)有一些出入。粘性阻力仍然取決于雷諾數(shù)，而慣性阻力受表面粗糙度的影響較大。 管道進(jìn)口、管道的突縮、突擴(kuò)部分、閥門、彎頭等管件部分均會(huì)發(fā)生局部阻力。 （ 1）沿程損失 由于流體存在粘性，流體流動(dòng)中與管道壁面以及流體自身的摩擦所造成的阻力稱為 沿程阻力 ，沿程阻力所造成的流體能量損失稱為 沿程損失 。 邊界層匯合后的階段，稱為 流動(dòng)充分發(fā)展階段 。 ??? vdvd ??Re ? 當(dāng)量直徑 （ 1）起始段與充分發(fā)展階段 流體以均勻的速度進(jìn)入管道時(shí)，靠近管壁處會(huì)形成速度邊界層。在實(shí)際工程計(jì)算中，為了簡化分析，認(rèn)為當(dāng) Re ＜ 2023時(shí)，屬于層流；當(dāng) Re＞ 2023時(shí)，屬于湍流。這種流動(dòng)狀態(tài)稱為 湍流 。 流速增大到某一數(shù)值時(shí)，管內(nèi)流體出現(xiàn)垂直于軸線方向的橫向運(yùn)動(dòng)，流體運(yùn)動(dòng)不再只是層流狀態(tài)的流動(dòng)，開始有了一定的混合。（ 2）流動(dòng)狀態(tài)的改變?nèi)Q于流速。 （ 3）管路阻抗是應(yīng)用能量方程計(jì)算的結(jié)果，阻抗的應(yīng)用是為了推出管路特性曲線，也是為管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)，是工程計(jì)算的需要。 ? 本章難點(diǎn) （ 1）對層流和湍流的理解需要一個(gè)從感性到理性的認(rèn)識過程。 （ 6）短管與長管、串聯(lián)與并聯(lián)管路各自的計(jì)算特點(diǎn)。 （ 2）對沿程阻力、沿程損失、沿程阻力系數(shù)、局部阻力、局部損失和局部阻力系數(shù)的理解、認(rèn)識其物理意義和概念上的差別。 Ppq ???6022nDu ?? pq? Pq???q 43pqnny ? 43Hqns ? 4. 流動(dòng)阻力及管路特性曲線 ? 學(xué)習(xí)引導(dǎo) 本章從流態(tài)的分類及判定出發(fā)，介紹沿程損失和局部損失的計(jì)算；管路分類及計(jì)算特點(diǎn)。 用無量綱特征數(shù)畫成的曲線對同一系列的相似通風(fēng)機(jī)來講都是相同的，它綜合反映了同一系列的通風(fēng)機(jī)的性能（前述的性能曲線只能代表其中某一種型號風(fēng)機(jī)的特性）。 （ 1）流量相似關(guān)系 上式又稱為流量相似定律，它指出：幾何相似的泵與風(fēng)機(jī)，在相似工況下運(yùn)行時(shí)，其流量之比與幾何尺寸之比（一般用葉輪出口直徑D2）的三次方成正比，與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，與容積效率的一次方成正比。動(dòng)力相似條件很難完全滿足，但對于泵與風(fēng)機(jī)而言，只要幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似，就可認(rèn)為動(dòng)力相似了。 （ 3）由性能參數(shù)的相似關(guān)系，在改變轉(zhuǎn)速、葉輪幾何尺寸及流體密度時(shí)，可進(jìn)行性能參數(shù)的相似換算。 （ 2） q－ P曲線也呈現(xiàn)陡降型。 泵在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)工作時(shí)，效率最高，運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)，對應(yīng)的 q、 H、 P值稱為最佳工況參數(shù)。 （ 3） q－ η曲線 q－ η等曲線反映泵的效率和流量之間的關(guān)系。后彎式葉片離心泵的揚(yáng)程隨流量的增大而下降。 ； ； ； ； ； ? 轉(zhuǎn)速 葉輪每分鐘旋轉(zhuǎn)周數(shù)叫做轉(zhuǎn)速， n（ r/min）。 （ 2）泵的揚(yáng)程和風(fēng)機(jī)的全壓 ? 泵的揚(yáng)程 單位質(zhì)量的液體在泵內(nèi)所獲得的有效機(jī)械能叫泵的揚(yáng)程，也即每單位質(zhì)量液體在泵內(nèi)獲得的凈機(jī)械能，以符號 H表示，單位為 mH2O。但是，結(jié)合生活實(shí)例將對理解和應(yīng)用都有所幫助 。利用比轉(zhuǎn)數(shù)對泵與風(fēng)機(jī)進(jìn)行相似設(shè)計(jì)和選型的方法。 （ 4）相似定律所包含的幾種相似關(guān)系。掌握這些參數(shù)、性能曲線和相似定律和比轉(zhuǎn)數(shù)的含義和應(yīng)用方法，是進(jìn)行泵與風(fēng)機(jī)性能分析和選型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在應(yīng)用能量方程時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢查適應(yīng)條件。 基本方程式的作用是解決流體流動(dòng)的計(jì)算問題。對于液體流動(dòng)，能量方程中可以采用絕對壓力，也可以采用相對壓力；而對于氣體，能量方程只能采用絕對壓力。 －測壓管水頭，記為 。 ? 方程的推導(dǎo)沒有考慮分流和合流的情況，如果出現(xiàn)分流，則有兩個(gè)特點(diǎn)。只有壓力變化較大，流速很高的氣體才考慮其壓縮性。 伯努利方程各項(xiàng)物理意義的實(shí)質(zhì)仍為相應(yīng)的比能量，但單位為 m，因此又稱為各種水頭。 所有流動(dòng)參數(shù)的變化僅與一個(gè)坐標(biāo)變量有關(guān)的流動(dòng)，稱為一元流動(dòng)。 （ 1）穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流 流體速度和壓力隨時(shí)間而改變的流動(dòng)稱為非穩(wěn)定流。 （ 1）連通器中同一種液體相同高度的兩個(gè)液面壓力相等。 工程中經(jīng)常使用 U形管測定液體的壓差或壓力。單位質(zhì)量流體的能量損失稱為比能量損失，即為 h，單位為 J/kg。 位能＝ mgz 壓力能又稱靜壓能，是流體因存在一定的靜壓力而具有的能量。有時(shí)更需要進(jìn)行間接計(jì)算，這方面的計(jì)算也會(huì)有一定困難。 （ 8）利用流體流動(dòng)基本方程求解速度和壓力。 （ 4）連續(xù)性方程的實(shí)質(zhì)。應(yīng)用流體流動(dòng)的基本方程可以求解未知的流速或壓力，這是工程計(jì)算的基本問題。液體靜力學(xué)方程闡述了靜止液體中不同位置的壓力關(guān)系。 此外，齒輪泵以及螺桿泵也屬于容積式泵。 混流泵具有蝸殼式和導(dǎo)葉式兩種。增速和增壓后的流體經(jīng)過固定在機(jī)殼上的導(dǎo)葉，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為軸向運(yùn)動(dòng)，于是旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能便轉(zhuǎn)化為壓力能，然后流體再通過出水口流出。其主要部件有吸入喇叭口、葉輪、軸和軸承、導(dǎo)葉、機(jī)殼、出水彎管及密封裝置等。 2）離心式風(fēng)機(jī)的主要部件 ? 吸入口和進(jìn)氣箱－進(jìn)氣箱只有當(dāng)進(jìn)風(fēng)口需要轉(zhuǎn)彎時(shí)才采用。 ? 機(jī)殼 － 收集來自葉輪的液體，并使部分流體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能，最后將流體均勻地引向次級葉輪或?qū)蚺懦隹?。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，在葉輪入口處不斷形成真空，從而使流體連續(xù)不斷地被泵吸入和排出。 ? 按工作原理分類： 葉輪式、容積式以及其他如射流泵等三大類。水在毛細(xì)管中上升的高度為 h時(shí)，液柱的重量為 п r2hρ g，方向垂直向下。這種因吸引力不平衡所造成的，作用在自由液面的力稱為表面張力。表達(dá)式為： 液體的壓縮性和熱脹性都很小，一般情況下可以忽略。 其表達(dá)式為： Vm?? （ 2）比體積 流體的比體積指單位質(zhì)量的流體所占有的體積，即為 v（ m3/kg）。 （ 1）壓力定義 流體垂直作用于單位面積上的力稱為流體的靜壓力，簡稱壓力 P（ Pa）。 力學(xué)術(shù)語－在任何微小剪切力作用下都能夠連續(xù)變形的物質(zhì)。表面張力使液體靠近壁面的液面彎曲，表明張力也就集中在曲面部分，大小用接觸周邊曲線的線性長度與表面張力系數(shù)的乘積表示，而方向沿曲面切線指向液面的彎曲方向。粘滯性表現(xiàn)為阻礙流體流動(dòng) 的趨勢，通過流層間的速度分布圖會(huì)有較為直觀的理解。流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī) 04 設(shè)備 主要內(nèi)容 1. 流體與流體機(jī)械 2. 流體力學(xué)基礎(chǔ) 3. 泵與風(fēng)機(jī)的性能 4. 流動(dòng)阻力及管路特性曲線 5. 泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行與調(diào)節(jié) 6. 管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與配置 1. 流體與流體機(jī)械 ? 學(xué)習(xí)引導(dǎo) 本章介紹流體、流體機(jī)械、流體性質(zhì)及幾種主要流體機(jī)械的結(jié)構(gòu)。 （ 2）對流體粘滯性的認(rèn)識有一定難度。 （ 3）表面張力和毛細(xì)管現(xiàn)象的理解是另一個(gè)難點(diǎn)。 概述－ 幾個(gè)基本概念 ? 流體： 通俗的講－能夠流動(dòng)的物質(zhì)（液體和氣體）。如：泵與風(fēng)機(jī) 流體的物理性質(zhì) 流體的物理性質(zhì)包括：密度、比體積、壓力、壓縮性、熱脹性、粘滯性、表面張力特性。 （ 3）壓力的分類 絕對壓力： p（工質(zhì)的真實(shí)壓力） 相對壓力：表壓力 pe、真空度 pv（用壓力計(jì)測得的工質(zhì)計(jì)示壓力） 絕對壓力＞當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí) p=pb+pe 絕對壓力 ＜當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí) p=pbpe （ 1）密度 流體的密度指單位體積流體的質(zhì)量，即為 ρ（ kg/m3）。表達(dá)式為： 液體的熱脹性用體脹系數(shù)表示，它表示單位溫升所引起的體積變化率。 粘度可分為：動(dòng)力粘度 η、運(yùn)動(dòng)粘度 ν ν ＝ η/ρ 牛頓內(nèi)摩擦定律： ? 表面張力： 自由液面附近的液體分子，來自液體內(nèi)部的吸引力大于來自氣體分子 TRp g?? AdyduAT ?? ?? 的吸引力，力的不平衡對界面液體表面造成微小的作用，將液體表層 的分子拉向液體內(nèi)部，使液面有收縮到最小的趨勢