【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機的性能曲線進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，對于學生可能還不能達到這種要求，所以對這部分內容只要求理解即可。 （ 8）振動、噪聲、磨損產生的原因和防止措施。 （ 4）泵與風機工作點的確定方法?？傮w而言，本章要求結合理論知識正確安裝、操作和管理泵與風機，所以要特別注意理論與實際操作的對應與結合。 將此關系繪制在以流量 q和壓頭 H為坐標的直角坐標圖上，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、共同終點的管段并接而成，類似于并聯(lián)電路，其流動特點為： 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； 按結構形式則分為簡單管路和復雜管路；而復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）采用擴散角較小的漸擴管有利于減阻。只有在各管件之間的距離大于3倍管徑時，才能簡單的疊加。因而計算 ζ 無需判斷流態(tài)，只需按管件形狀選擇公式計算即可。 (Re)f?? )(Re, dKf?? 尼古拉茲曲線明顯的分為五個區(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)）， 尼古拉茲實驗是針對人工粗糙管進行的，工業(yè)生產中所用的實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用于工業(yè)管道會有一些出入。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。 管道進口、管道的突縮、突擴部分、閥門、彎頭等管件部分均會發(fā)生局部阻力。 （ 1）沿程損失 由于流體存在粘性，流體流動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 流動充分發(fā)展階段 。 ??? vdvd ??Re ? 當量直徑 （ 1）起始段與充分發(fā)展階段 流體以均勻的速度進入管道時，靠近管壁處會形成速度邊界層。在實際工程計算中，為了簡化分析，認為當 Re ＜ 2023時，屬于層流；當 Re＞ 2023時，屬于湍流。這種流動狀態(tài)稱為 湍流 。 流速增大到某一數(shù)值時，管內流體出現(xiàn)垂直于軸線方向的橫向運動，流體運動不再只是層流狀態(tài)的流動，開始有了一定的混合。（ 2）流動狀態(tài)的改變取決于流速。 （ 3）管路阻抗是應用能量方程計算的結果，阻抗的應用是為了推出管路特性曲線，也是為管路系統(tǒng)的設計打下基礎，是工程計算的需要。 ? 本章難點 （ 1）對層流和湍流的理解需要一個從感性到理性的認識過程。 （ 6）短管與長管、串聯(lián)與并聯(lián)管路各自的計算特點。 （ 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、認識其物理意義和概念上的差別。 Ppq ???6022nDu ?? pq? Pq???q 43pqnny ? 43Hqns ? 4. 流動阻力及管路特性曲線 ? 學習引導 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算；管路分類及計算特點。 用無量綱特征數(shù)畫成的曲線對同一系列的相似通風機來講都是相同的，它綜合反映了同一系列的通風機的性能（前述的性能曲線只能代表其中某一種型號風機的特性）。 （ 1）流量相似關系 上式又稱為流量相似定律，它指出：幾何相似的泵與風機，在相似工況下運行時，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，與轉速的一次方成正比，與容積效率的一次方成正比。動力相似條件很難完全滿足，但對于泵與風機而言，只要幾何相似、運動相似，就可認為動力相似了。 （ 3）由性能參數(shù)的相似關系，在改變轉速、葉輪幾何尺寸及流體密度時，可進行性能參數(shù)的相似換算。 （ 2） q－ P曲線也呈現(xiàn)陡降型。 泵在設計工況點工作時，效率最高，運行最經濟，對應的 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系。后彎式葉片離心泵的揚程隨流量的增大而下降。 ； ； ； ； ； ? 轉速 葉輪每分鐘旋轉周數(shù)叫做轉速， n（ r/min）。 （ 2）泵的揚程和風機的全壓 ? 泵的揚程 單位質量的液體在泵內所獲得的有效機械能叫泵的揚程，也即每單位質量液體在泵內獲得的凈機械能，以符號 H表示，單位為 mH2O。但是，結合生活實例將對理解和應用都有所幫助 。利用比轉數(shù)對泵與風機進行相似設計和選型的方法。 （ 4）相似定律所包含的幾種相似關系。掌握這些參數(shù)、性能曲線和相似定律和比轉數(shù)的含義和應用方法，是進行泵與風機性能分析和選型設計的基礎。在應用能量方程時應嚴格檢查適應條件。 基本方程式的作用是解決流體流動的計算問題。對于液體流動，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 。 ? 方程的推導沒有考慮分流和合流的情況，如果出現(xiàn)分流，則有兩個特點。只有壓力變化較大，流速很高的氣體才考慮其壓縮性。 伯努利方程各項物理意義的實質仍為相應的比能量，但單位為 m，因此又稱為各種水頭。 所有流動參數(shù)的變化僅與一個坐標變量有關的流動，稱為一元流動。 （ 1）穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流 流體速度和壓力隨時間而改變的流動稱為非穩(wěn)定流。 （ 1）連通器中同一種液體相同高度的兩個液面壓力相等。 工程中經常使用 U形管測定液體的壓差或壓力。單位質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。有時更需要進行間接計算，這方面的計算也會有一定困難。 （ 8）利用流體流動基本方程求解速度和壓力。 （ 4）連續(xù)性方程的實質。應用流體流動的基本方程可以求解未知的流速或壓力，這是工程計算的基本問題。液體靜力學方程闡述了靜止液體中不同位置的壓力關系。 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葉式兩種。增速和增壓后的流體經過固定在機殼上的導葉，旋轉運動轉化為軸向運動，于是旋轉的動能便轉化為壓力能，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、導葉、機殼、出水彎管及密封裝置等。 2）離心式風機的主要部件 ? 吸入口和進氣箱－進氣箱只有當進風口需要轉彎時才采用。 ? 機殼 － 收集來自葉輪的液體，并使部分流體的動能轉化為壓力能，最后將流體均勻地引向次級葉輪或導向排出口。葉輪連續(xù)旋轉，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。水在毛細管中上升的高度為 h時，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。 其表達式為： Vm?? （ 2）比體積 流體的比體積指單位質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）。 力學術語－在任何微小剪切力作用下都能夠連續(xù)變形的物質。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 的趨勢，通過流層間的速度分布圖會有較為直觀的理解。流體力學及泵與風機 04 設備 主要內容 1. 流體與流體機械 2. 流體力學基礎 3. 泵與風機的性能 4. 流動阻力及管路特性曲線 5. 泵與風機的運行與調節(jié) 6. 管路系統(tǒng)設計與配置 1. 流體與流體機械 ? 學習引導 本章介紹流體、流體機械、流體性質及幾種主要流體機械的結構。 （ 2）對流體粘滯性的認識有一定難度。 （ 3）表面張力和毛細管現(xiàn)象的理解是另一個難點。 概述－ 幾個基本概念 ? 流體： 通俗的講－能夠流動的物質（液體和氣體）。如：泵與風機 流體的物理性質 流體的物理性質包括：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（工質的真實壓力） 相對壓力：表壓力 pe、真空度 pv（用壓力計測得的工質計示壓力） 絕對壓力＞當?shù)卮髿鈮毫r p=pb+pe 絕對壓力 ＜當?shù)卮髿鈮毫r p=pbpe （ 1）密度 流體的密度指單位體積流體的質量，即為 ρ（ kg/m3）。表達式為： 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：動力粘度 η、運動粘度 ν ν ＝ η/ρ 牛頓內摩擦定律： ? 表面張力： 自由液面附近的液體分子，來自液體內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 的分子拉向液體內部，使液面有收縮到最小的趨勢