化工原理(王志魁版---第一章流體流動(編輯修改稿)
2025-03-20 15:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 能、動能和靜壓能之和為一常數(shù)，稱為總機械能，以 E表示 ， J/Kg，而每一種形式的機械能卻不一定相等，但各種形式的機械能可以相互轉(zhuǎn)換 2) gz、 u2/ P/?與 We、 ?hf有區(qū)別 ? ?3P2ugZp2ugZ 22221211 ?? ?????某截面上流體本身具有的能量 流體在兩截面之間獲得的能量 We：輸送設(shè)備對單位質(zhì)量流體所做的有效功 有效功率 Ne：單位時間內(nèi)輸送設(shè)備所做的有效功 Ne=We?s 四、伯努利方程式 3) 對于可壓縮流體，若所截取截面間的絕對壓強變化小于原來絕壓的 20%，柏努利方程仍適用，此時用 ?m代替 ? 4) 若流體靜止，柏努利方程變?yōu)? ?? 2211pgzpgz ???5) Bernoulli方程的幾種形式： i. 以單位重量流體為衡算基準（ Bernoulli方程除以 g） ghgPg2uZgWgpg2uZ f2222e1211 ???????? ??，則：，令 ghHgWH ffee ???f2222e1211 HgPg2uZHgpg2uZ ??????? ?? 單位： m 位壓頭 動壓頭 靜壓頭 有效壓頭 壓頭損失 四、伯努利方程式 ii. 以單位體積流體為衡量基準（ Bernoullix?） Pa,hP2ugZWP2ugZ f2222e1211 單位：???????? ??????五、伯努利方程式的應(yīng)用 應(yīng)用柏努利方程式解題要點 ? 作圖與確定衡算范圍 ? 截面的選取 ? 兩截面均應(yīng)與流動方向相垂直，并且在兩截面間的流體必須是連續(xù)的 ? 所選取截面的已知量應(yīng)較多 ? 兩截面上的 u、 P、 Z與兩截面間的 ?hf都應(yīng)一致 ? 基準水平面的選取 ? ΔZ=Z2Z1 ? 截面上的壓強 ? 都是絕壓或都是表壓 ? 單位必須一致 ? SI 五、伯努利方程式的應(yīng)用 1. 確定在管道中流體的流量 2. 確定設(shè)備間的相對位置 3. 確定輸送設(shè)備的有效功率 4. 確定管路中流體的壓強 第三節(jié) 管內(nèi)流體的流動現(xiàn)象 一、 牛頓粘性定律與流體的粘度 牛頓粘性定律 粘性 內(nèi)摩擦力（粘滯力） 牛頓粘性定律 實驗證明，內(nèi)摩擦力 F與兩流體層的速度差 ?u成正比；與兩層間的垂直距離 ?y成反比；與兩層間的接觸面 S成正比，即： syuF ???syuF ????剪應(yīng)力 ?：單位面積上的內(nèi)摩擦力 yuSF???? ??dyduSF ?? ??du/dy：速度梯度 ?：比例系數(shù)、粘度系數(shù)，簡稱粘度 牛頓粘性定律 牛頓粘性定律 流體的粘度 dyduSF ?? ??dydu???促使流體產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。速度梯度越 大剪應(yīng)力越大，速度梯度為 0處剪應(yīng)力為 0 粘度是流體物理性質(zhì)之一，其值由實驗測定 ?=f（ T， P） T 液體粘度隨溫度 ?而減少 ? 氣體粘度隨溫度 ?而 ? P 氣體粘度隨壓強 ?而 ? 液體粘度隨壓強變化很小 理想流體的粘度為 0 牛頓粘性定律 粘度的單位 sPams/mPadydu][ ??????SI 運動粘度 ??? ?單位： SI： m2/s 非牛頓型流體 牛頓型流體 ： 服從牛頓粘性定律的流體（所有氣體和大多數(shù)的液體） 非牛頓型流體：不 服從牛頓粘性定律的流體 二、 流動類型與雷諾數(shù) 雷諾實驗 流動類型： i. 層流或滯流 ii. 湍流或紊流 二、 流動類型與雷諾數(shù) 流動類型的影響因素 ? 速度 u ? 管徑 d ? 流體的粘度 ? ? 流體的密度 ? 雷諾準數(shù) Re ??duRe ?? 當 Re?2022，流動為層流 ? 當 Re4000，流動為湍流 ? 當 Re?（ 2022， 4000）流動為過渡區(qū) 二、 流動類型與雷諾數(shù) 雷諾準數(shù)的量綱 1[R e] 0003????????? ?????MLLMLMLLdu?Re中的各物理量單位必須一致 三、流體在圓管內(nèi)的速度分布 流體在圓管內(nèi)的速度分布 ?層流時 ?湍流時 u= 三、流體在圓管內(nèi)的速度分布 流體在圓管內(nèi)層流時的速度分布 沿流動方向上，流體受到的推動力： （ P1P2） πr2=ΔP πr2 內(nèi)摩擦應(yīng)力： drdu rr ?? ??內(nèi)摩擦力： )rl2(drduS rr ??? ????根據(jù)牛頓第二定律： )2(2 rldrdurP r ??? ????（ 1）速度分布方程 三、流體在圓管內(nèi)的速度分布 由上式整理為： rdrlPdu r ?2???積分： ?? ??? rRur r d rlPdur?20)(4 22 rRlPu r ??? ? 流體在圓管
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