【正文】 室 ，擴(kuò)大室內(nèi)徑與 U形管內(nèi)徑之比一般應(yīng)大于 10。試求此爐的安全液封管應(yīng)插入槽內(nèi)水面下的深度 h。 解得： h=p2=pa+ρgh=例 19Pa(m3/s)2)u= Vs /A在無(wú)物料損失的情況下，根據(jù)質(zhì)量守恒定律應(yīng)有：總進(jìn)料量＝總出料量 ∑ws1=∑ws2．流動(dòng)系統(tǒng)的總能量衡算(2)位能 ：是流體受重力作用，在不同高度具有不同的位能。(J)。Qemgz1mu22/2u22/2(J/kg)穩(wěn)定流動(dòng)總能量方程式應(yīng)用Qe+W e⊿ h2⊿ hQe+② 設(shè)想流體為無(wú)粘性，無(wú)摩擦損失的理想流體不可壓縮理想流體（ υ υ ； ρ1=3） 可壓縮流體 ：若兩截面間的壓強(qiáng)變化小于原來(lái)的 20% ρ2)/24） 當(dāng)流體靜止時(shí) ： u=0，流體靜力學(xué)基本方程：=常數(shù) 已知管內(nèi)徑為12mm。pa ； 在11和 22截面間列柏努利方程式 柏努利方程式的 應(yīng)用1. 應(yīng)用柏努利方程式解題步驟及要點(diǎn)1） 作圖 ：根據(jù)題意畫出流動(dòng)系統(tǒng)示意圖 。 u1u2， u12/2≈0 ； p1=[例 17]估算時(shí)將牛奶相對(duì)密度視為 1。－ 87800Pa輸水管的直徑為 763mm，排水管出口噴頭連接處的壓強(qiáng)104Pa(表壓 )，送水量為，水流經(jīng)全部管道的能量損失為 160J/kg，試求泵的有效功率。 ，管出口為 22截面： u1u2， u12/2≈0 ；z1=0， z2=2+24=26m， ∑hf=160J/kg， ρ=1000104Pa Re層流2023時(shí)間脈動(dòng)速度在離壁面一定距離 δ處，流速已接近于均勻流的速度 us，在此層內(nèi)存在速度梯度，該薄層稱為流體邊界層。AB:流通截面減小， 加速減壓BC：減速加壓CD：分離面 凡是流道發(fā)生突然改變時(shí)，都會(huì)發(fā)生邊界層分離引起機(jī)械能損失，需要避免或減少。(J/kg)光滑管、粗糙管與管壁粗糙度光滑管 ：玻璃管、黃銅管、塑料管粗糙管 ：鋼管、鑄鐵管絕對(duì)粗糙度 ε : 壁面凸出部分的平均高度（表 12， p49)相對(duì)粗糙度 : ε/d3.① 層流區(qū) ： Re≤2023 ，λ=64/Re ，與管壁粗糙度無(wú)關(guān)。局部阻力： Le(J/kg) [例 19] 將 5℃ 的鮮牛奶以 5000kg/h的流量從貯奶罐輸送至殺菌器進(jìn)行殺菌。(1)算流速：(2)算 Re：(5)求摩擦損失：(4)局部阻力系數(shù) ζ：彎頭 復(fù)雜管路1) 并聯(lián)管路Σh f,1=Σh f,2=Σh f,3 ws,總 ＝ Σw s,i 當(dāng) ρ ＝ const 則 Vs,總 ＝ ΣV s,i 各支管的流量 :C AB2) 分支管路EA+Σh f,A= EB+Σh f,BVs ＝ VsA + VsB(3)管路計(jì)算的類型1)已知 流量 Vs、 管道尺寸 L、 d,管件 ，計(jì)算管路系統(tǒng)的 能量損失 ，以及所需輸送設(shè)備的 功率等； (直接計(jì)算）2)給定 流量 、 管長(zhǎng) 、所需 管件 和允許的 能量損失 ，計(jì)算管路 直徑 ； (用試差法計(jì)算）3)已知 管道尺寸 、 管件 和允許的 能量損失 ，求管道中流體的 流速 和 流量 。 [例 110] 15℃ 、 20％砂糖液用泵將其長(zhǎng)距離輸送至位于高 5m的某處，估計(jì)管路長(zhǎng)度為 150m，要求輸送量為60t/h，試求所需泵的能量。試求水溫為 20℃ 時(shí)此管路的輸水量。d=114－ 24=， Re=105按 u=為了求取管內(nèi) 平均流速 ，可將畢托管放在管截面中心，測(cè)得 中心最大流速umax；計(jì)算 :Remax一定流量的流體流過(guò)由錐形玻璃管壁與轉(zhuǎn)子間的 環(huán)形間隙 時(shí)，因 摩擦阻力 造成轉(zhuǎn)子下部和上部的 壓力差 。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度與環(huán)隙面積、 2 ＝ ，A0/A1=d02/d12=(78/150)2=假設(shè) Re＞界限值： 8已知讀數(shù) R＝ ，鋼管內(nèi)徑 d＝ 159－ 4 Aa：轉(zhuǎn)子與玻管的環(huán)隙面積（變數(shù)）標(biāo)定條件： 20℃ ， 20℃ 的水。：被測(cè)流體密度轉(zhuǎn)子平衡時(shí) ：上下壓力差 =重力－浮力P2=ARp2P1=ARp1重力浮力(p1－ p2)AR=轉(zhuǎn)子流量計(jì)由截面自下而上逐漸擴(kuò)大的 玻璃管 制成，管內(nèi)有一金屬或其他材料制的 浮子 ，浮子頂部邊緣刻有斜槽。在管道安裝孔板，由于 流動(dòng)截面積 減小，流速增大，動(dòng)能變大，靜壓能減小，就使 部分靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能 。2.u2/2設(shè)：流體密度 ρ，壓差計(jì)指示液密度 ρ 0壓差計(jì)讀數(shù) R，則：被測(cè)流體為氣體時(shí)： ρ 0ρ由兩根彎成直角同心套管構(gòu)成， 1. 測(cè)速管 (畢托管 )； ＝ 按所給的流量計(jì)算管徑：從管子規(guī)格表選無(wú)縫鋼管 Φ108mm4mm ，再計(jì)算：計(jì)算 Re：查摩擦系數(shù) λ ：由表 12查得管子 ε ＝ ；ε/d=； λ= 計(jì)算需要泵提供的能量：泵的有效功率為：例題（ 試差法）[例 ]從水塔引水至車間，管路為 Φ1144mm 的無(wú)縫鋼管，管路的計(jì)算長(zhǎng)度 150m(包括直管長(zhǎng)度及局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度 )。在一定流量下，不同管徑必然得出不同的流速，不同的雷諾數(shù)，從而得出不同的能量損失 ∑h f。簡(jiǎn)單管路hf總 ＝ ∑h f,i ws,1=ws,2=ws,3 當(dāng) ρ ＝ const 則 Vs,1=Vs,2=Vs,32.∑ζ=(3)查摩擦系數(shù) λ ：由表 12查得管子 ε ＝ ；ε/d=15； 3ζLe ）上的圓直管的阻力。當(dāng)量長(zhǎng)度法非圓形管內(nèi)的流體阻力 Re較小， ε/d 影響較小， Re較大， ε/d 影響較大。=τπdL范寧公式 圓形直管阻力公式λ ： 無(wú)因次摩擦系數(shù) ，是流體物性和流動(dòng)狀況（雷諾數(shù) Re和管壁粗糙度 ε ）的函數(shù)。 hf ’ 在渦流區(qū)，由于流體質(zhì)點(diǎn)的碰撞和混合而消耗大量能量。湍流流動(dòng) ：流體質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，相互碰撞和混雜，并產(chǎn)生大量旋渦。4000用量綱分析法將這四個(gè)因素歸納為一個(gè)量綱為一的無(wú)因次準(zhǔn)數(shù)：雷諾數(shù) Re ，用以判別流體流動(dòng)的形態(tài)。； 50J/kgd2=32－ 22=28mm在 11和 22截面間列柏努利方程式：真空度＝－表壓強(qiáng)， 整個(gè)管路包括冷卻器在內(nèi)的摩擦損失為 50J/kg。1）在 11和 22截面間列柏努利方程式：2）在 22和 33截面間列柏努利方程式（ 取管口為 基準(zhǔn)面 ，水面為 11截面 （大截面） z＝10m。ρm=＜ 20柏努利方程式的討論1）不可壓縮理想流體穩(wěn)定流動(dòng)的 不同形式機(jī)械能互相轉(zhuǎn)化 和 總機(jī)械能守恒 。υ ρ； U1=U2抽象和假設(shè) Qe+W e=W eQeu22/2g⊿ z+⊿ u2/2=mgz2W根據(jù)能量守恒定律，系統(tǒng)輸入總能量等于輸出總能量，得：穩(wěn)定流動(dòng)總能量衡算式內(nèi)能 靜壓能 位能 動(dòng)能 熱量 外功mU1+對(duì)系統(tǒng)加熱為正，系統(tǒng)對(duì)外界加熱為負(fù)， Q＝ (3)動(dòng)能 ：是流體由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量。對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)，設(shè)在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)出系統(tǒng)的流體質(zhì)量為m(kg)，若忽略電能和化學(xué)能等不計(jì)，則輸入和輸出系統(tǒng)的能量有：流體在管道內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，不論其間的流動(dòng)截面和流動(dòng)形態(tài)如何變化，都服從質(zhì)量守恒定律。ρ1＝ ρ2＝ ρ u1A1＝ u2A2＝常數(shù)流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)： u2/u1=(d1/d2)2 平均流速 ：體積流量與流道橫截面積之比。Vs＝ V/t解： 設(shè) 氣壓管內(nèi) 水面上方的絕對(duì)壓強(qiáng)為 P,液封槽液面作用大氣壓強(qiáng) Pa。pa+kg/m3(1)管內(nèi)流經(jīng)水時(shí)： ③ 當(dāng)液面上方的壓強(qiáng) p0改變時(shí)，液體內(nèi)部各點(diǎn)的壓強(qiáng) p也發(fā)生同樣大小的變化。 的總壓力pA；② 作用于薄層上底的總壓力(p+dp)A；③ 向下作用的重力 ρgAdz。＝ ＝ 105p—— 靜壓強(qiáng)， N／ m2或 Pa（帕）理想流體4.=1000cP