【正文】 ? 按選定的管道斷面，求實際管內流速，然后計算各管段的摩擦阻力及局部阻力。 雙吸入泵，為了避免雙向吸入水平離心泵的汽蝕，雙吸入管要對稱布置，以保證兩邊流量分配均勻。 （ 3）對于空調系統(tǒng)，在計算總阻力時要考慮空氣在通過過濾器、換熱器等空調裝置時的壓力損失。在確定斷面時盡量選擇標準規(guī)格的風管。 （ 3）布置風管時要考慮的因素有：盡量縮短管線，避免復雜的局部構件、減少分支管線，節(jié)省材料，減少系統(tǒng)阻力。 （ 3）風機的選型。 （ 3）磨損 泵高速運轉，若吸入的流體中含有雜質和灰塵顆粒，就會因對葉片產生高速沖擊而造成葉輪和外殼的磨損。 機械噪聲是由于機械摩擦撞擊產生的噪聲。 （ 2）第二種類型問題是機械問題，表現為噪聲、振動和過熱等現象，并可能導致水力故障，使泵性能不能滿足要求。 若泵或風機的性能曲線時是駝峰形的，則工作范圍要始終保持在性能曲線的下降區(qū)段，這樣就可以避免不穩(wěn)定的工作。而實際應用中，還需要為其加上一個安全余量： gpgvgph kssr ?? ???? 22ah? rh? ra hh ???? ?h? m inhhh ra ????? min? ? ? ehh ????m in （ 1）提高泵本身的抗汽蝕性能 ? 降低葉輪入口部分流速 ? 采用雙吸式葉輪 ? 增加葉輪前蓋板轉彎處的曲率半徑，減小局部阻力損失 ? 葉片進口邊適當加長，向吸入方向延伸，并作成扭曲形 ? 首級葉輪采用抗汽蝕性能好的材料。 （ 2）必需汽蝕余量 必需汽蝕余量與吸入系統(tǒng)的裝置情況無關，是由泵本身的汽蝕性能所確定的。 壓力低處水開始發(fā)生汽化時，因為只有少量氣泡，葉輪流道堵塞不嚴重，對泵的正常工作沒有明顯影響，泵的外部性能也沒有明顯變化。 （ 7）泵的串并聯特性曲線測定實驗原理及方法。其中汽蝕問題的分析有利于泵的正確安裝和安全操作；工況調節(jié)內容則是結合曲線分析來指導設備的正確運行和管理；故障分析部分在介紹了故障現象之后強調如何分析和排除故障。 （ 2）長管的阻抗 （ 1）串聯管路 串聯管路由不同管件的簡單管路串接而成，其流動特點為：各管段流量相等，損失疊加，全管段總阻抗為各管段阻抗之和。 1）采用漸變的、平順的管道進口，有利于減少阻力。一般說來， ζ 僅與形成局部阻力的關鍵幾何形態(tài)有關，而與 Re無關。 湍流流動時雷諾數較大，其阻力由粘性阻力和慣性阻力兩部分組成。 ? 圓管內層流流動： 的周邊長度流道截面上被流體濕潤流道截面積（水力半徑） ??? 44He Rd2maxvv ? ? 圓管內湍流流動： 層流流動的截面最大速度比較突出，截面速度分布比較陡峭；由于流體強烈和混合作用，湍流流動的截面速度分布相對均勻一些。只是把雷諾數公式中的直徑 d用當量直徑 de來代替。流體的層狀運動被徹底打破，流體在向前流動時處于無規(guī)則的混亂狀態(tài)。 實驗發(fā)現 （ 1） 管中流動呈現兩種截然不同的流動形態(tài)，兩種流態(tài)間有一過渡狀態(tài)。 （ 9）同一管路系統(tǒng)中操作條件改變時對管路特性曲線的影響。 ? 本章重點 （ 1）流態(tài)及其判定。 （ 2）風機的無量綱性能曲線 由于同類風機具有幾何相似、運動相似和動力相似的特性，因此可以采用無量綱特征數來表示其特性。 （ 3）動力相似 模型和原型各對應點的各種同名力（重力、慣性力、粘性力等）的方向相同，大小成同一比值。 軸流式泵與風機的性能曲線有以下性能特點： （ 1） q－ H曲線呈陡降型，曲線上有拐點。離心泵的軸功率隨流量增大而上升，流量為零時軸功率最小。 常用的效率有：電機效率 ηin、效率 η 、機械效率 ηm 、容積效率 ηv 、流動效率（水力效率） ηh 、傳動效率 ηtm等。 （ 3）相似理論和比轉數在理解其定義和功能上有一些難度，而利用這些相似定律和比轉數進行工程設計和設備選型則需要較多的練習才能掌握。 （ 3）性能曲線測定實驗的目的、步驟和結論。將能量方程和連續(xù)性方程聯立即可完成上述計算。因此，能量方程就變?yōu)椋? 式中 p1和 p2代表絕對壓力。如果有能量的輸入，比如斷面間有水泵或風機；或者有能量的輸出，比如斷面間有水輪機，則可將輸入的單位能量 Hi或輸出的單位能量 Ho，分別加在方程的左邊和右邊，從而使位置能量守恒關系，但要注意單位的統(tǒng)一。 不可壓縮流體的連續(xù)性方程： （ 1）穩(wěn)定流能量方程 將上述能量守恒方程左右兩端同除以 g，則方程變形為： 上式又稱為伯努利方程。 gpz??gp? （ 4）連通器中裝有密度不同而又互不相混的兩種液體，且兩側液面上壓力相等時，密度較小液體的一側液面較高，密度較大液體的一側液面較低。 液體的靜壓力方程： 液體的靜壓力方程的另一種更為實用的形式－液體靜力學基本方程： 21122222111 22 ??????? Hvpgzvpgz??常數?? gpz ? ghpp ???0 z －位置水頭，表征比位能，單位 m； －測壓管水頭，又稱壓力水頭，表征比壓力能，單位 m； －靜止液體的總水頭，表征比機械能，單位 m。 流體因處于地球重力場內具有的能量稱為位能。 （ 7）穩(wěn)定氣流能量方程各項的物理意義。穩(wěn)定流能量方程和連續(xù)性方程共同組成了流體流動的基本方程。該泵適應于小流量、高壓力的作功要求。當電動機帶動葉輪做高速旋轉時，由于葉片對流體的推力作用，迫使進入機殼的流體產生回轉及向前的運動，從而使得流體的壓力和速度都有所增加。 ? 軸向力平衡裝置 － 平衡軸向力。流體沿離心方向流出葉輪進入螺旋形機殼，將部分動能轉化為壓力能，再通過排水管排出。 毛細管現象是表面張力造成的，通過簡單的推導可以計算毛細管中液體上升或下降的高度。表達式為： 液體的熱脹性用體脹系數表示，它表示單位溫升所引起的體積變化率。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）表面張力和毛細管現象的理解是另一個難點。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。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的乘積表示，而方向沿曲面切線指向液面的彎曲方向。 （ 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）。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。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。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。 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。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。 此外，齒輪泵以及螺桿泵也屬于容積式泵。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。 （ 8）利用流體流動基本方程求解速度和壓力。 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。 工程中經常使用 U形管測定液體的壓差或壓力。 （ 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。 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。 ? 方程的推導沒有考慮分流和合流的情況，如果出現分流，則有兩個特點。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。在應用能量方程時應嚴格檢查適應條件。 （ 4）相似定律所包含的幾種相似關系。但是，結合生活實例將對理解和應用都有所幫助 。 ； ； ； ； ； ? 轉速 葉輪每分鐘旋轉周數叫做轉速， n（ r/min）。 （ 3） q－ η曲線 q－ η等曲線反映泵的效率和流量之間的關系。 （ 2） q－ P曲線也呈現陡降型。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。 用無量綱特征數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）。 （ 2）對沿程阻力、沿程損失、沿程阻力系數、局部阻力、局部損失和局部阻力系數的理解、認識其物理意義和概念上的差別。 ? 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。（ 2）流動狀態(tài)的改變取決于流速。這種流動狀態(tài)稱為 湍流 。 ??? 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。 （ 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 。粘性阻力仍然取決于雷諾數，而慣性阻力受表面粗糙度的影響較大。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。 2）采用擴散角較小的漸擴管有利于減阻。即： 42)1(8dgS eh ????528dglSH ???? （ 2）并聯管路 并聯管路由若干有共同起點、共同終點的管段