【正文】 22mHHH fgusg??????????所以，所選泵不可用 。設(shè)貯罐液面維持恒定。 試選擇一適當(dāng)?shù)碾x心泵 .并估算由于閥門調(diào)節(jié)而多消耗的軸功率 。當(dāng)氣泡到達(dá)高壓區(qū)時(shí)，蒸汽凝結(jié)，氣泡破裂，液體質(zhì)點(diǎn)快速?zèng)_向氣泡中心，質(zhì)點(diǎn)相互碰撞，產(chǎn)生很高的局部壓力。 （ 3） 校核泵的特性參數(shù) 如果輸送液體的粘度和密度與水相差很大 ， 則應(yīng)核算泵 的流量與壓頭及軸功率 。 但關(guān)小閥門會(huì)使阻力加大 ， 因而需要多消耗一部分能量以克服附加的阻力 ， 該法不經(jīng)濟(jì)的 。 M1 M M2 QM1 QM QM2 Q或 Qe H或 He HQ 1 2 ?當(dāng)閥門開大時(shí)，管路局部阻力減小，管路特性曲線變得平坦一些，工作點(diǎn)移到 M2，流量加大到QM2。 2 工作點(diǎn) （ duty point） ?工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量 Q與壓頭Ｈ既是管路系統(tǒng)所要求，又是離心泵所能提供的 。 Hs’ =Hs＋ (Ha－ 10)－ (Hv－ ) =6＋ (－ 10)－ (－ ) = 泵的安裝高度為 : Hｇ =Hs’－ u12/2g－ ΣHf =－ － 1 =5m 故泵安裝在離水面 5m高度處不合適。 注 ：泵性能表上的值也是按輸送 20℃ 水而規(guī)定的。如果泵的使用條件與該狀態(tài)不同時(shí)，則應(yīng)把樣本上所給出的 Hs值，按下式換算成操作條件下的 Hs’ 值。 pv100 ℃ =760mmHg, pv 40℃ = 五、 離心泵的安裝高度和氣蝕現(xiàn)象 1 氣蝕現(xiàn)象 為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)限制 p1不能太低，或 Hg不能太大，即泵的安裝高度不能太高。 泵生產(chǎn)部門所提供的特性曲線是用清水作實(shí)驗(yàn)求得的。 η — Q曲線最大值相當(dāng)于效率最高點(diǎn)。 強(qiáng)調(diào)：特性曲線是在固定轉(zhuǎn)速下測(cè)出的 ， 只適用于該轉(zhuǎn)速 ，故特性曲線圖上都注明轉(zhuǎn)速 n的數(shù)值 。離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，有一部分獲得能量的高壓液體，通過葉輪與泵殼之間的間隙流回吸入口。 ????? ?? fg uug pp HhH vm 20 2122?（ 21） ?兩截面之間管路很短，其壓頭損失 ∑H f可忽略不計(jì) 0 MvH h H H? ? ?(22) 簡(jiǎn)化式（ 21） ?若以 HM及 HV分別表示壓力表真空表上的讀數(shù)，以米液柱（表壓）計(jì)。 離心泵實(shí)際安裝示意圖 敞開式 半開式 封閉式 泵殼： 蝸牛殼形通道。 ? 2. 若離心泵的吸入口位于貯槽液面上方時(shí) ， 在吸入管路的進(jìn)口處應(yīng)安裝帶濾網(wǎng)的底閥 。 在生產(chǎn)加工中，常常需要將流體 ?從低處輸送到高處； ?從低壓送至高壓； ?沿管道送至較遠(yuǎn)的地方 。如活塞泵、柱塞泵等。 全開 三通 1 半開 回彎頭 截止閥 管接頭 全開 活接頭 半開 止逆閥 角閥 全開 2 球式 70 水表 盤式 7 搖板式 2 常用管件和閥門局部阻力系數(shù)表 （ 用于湍流） 阻力損失計(jì)算例題 常溫水由一敞口貯罐用泵送入塔內(nèi)，水的流量為20m3/h，塔內(nèi)壓力為 196KPa（表壓）。應(yīng)分別討論 ?式中， 是阻力系數(shù)。 孔板流量計(jì)正是 利用孔板前后能量的變化 ，用柏努利方程推導(dǎo)出來的。若在會(huì)合點(diǎn)之前邊界層內(nèi)流動(dòng)已發(fā)展為湍流，則以后管路中的流動(dòng)為湍流。 水箱正上方裝有帶閥門的盛有紅色墨水的玻璃瓶 1， 紅墨水由導(dǎo)管經(jīng)過安置在水平玻璃管中心位置的細(xì)針頭 3流入管內(nèi) 。 ? 管截面上的點(diǎn)速度＝平均速度 柏努利方程： 22121 1 2 21122PPm gz m u m m gz m u m??? ? ? ? ?22121 1 2 21122PPgz u gz u??? ? ? ? ?1 1 2 21222u P u Pzzg g g g??? ? ? ? ?式兩邊同除 g，即對(duì)于單位重力流體，有： 式兩邊同除 m，即對(duì)于單位質(zhì)量流體，有： ? 由柏努利方程可知，理想流體的總機(jī)械能是守恒的，但不同形式的機(jī)械能之間是可以轉(zhuǎn)化的。 非定態(tài)流動(dòng) 只要有一項(xiàng)隨時(shí)間而變化 ， 則稱為非定態(tài)流動(dòng) 。 U 形管的兩個(gè)側(cè)管分別連接到被測(cè)系統(tǒng)的兩點(diǎn)。 duFAdy?39。 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??；在緊靠管壁處，流速為零。 ? 反應(yīng)工程主要研究反應(yīng)器內(nèi)的傳遞過程和化學(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)過程，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的最佳設(shè)計(jì)。 化工基礎(chǔ)的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法 ? 化工是一門工程技術(shù)學(xué)科，面臨著真實(shí)、復(fù)雜的化工生產(chǎn)過程，要完全如實(shí)逼真的描述幾乎不可能。 ? 造成這種現(xiàn)象的原因 流體具有粘性 一些生活中常見現(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。 dudy? μμdudy dy u u+du ? 將上式稍作變化： 當(dāng) 時(shí)， μ τ 39。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。 以后我們的研究均系穩(wěn)態(tài)流動(dòng)問題 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。 1 1’ 2 2’ ? 柏努利方程的物理意義可以從題圖中得到說明 ， 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 。 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，可用一個(gè)準(zhǔn)數(shù) Re來描述： 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 。 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?。 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