【正文】 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 。 工程計算中，常使用截面平均速度 v。 邊界層匯合后的階段，稱為 流動充分發(fā)展階段 。經過一段距離的發(fā)展后，邊界層會在管的軸心處會合，并充滿整個管道。 ??? 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。 ? 對于非圓管內流體的判定： 判定依據和判定方法與圓形截面管道的流態(tài)判定相同。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。 ? 對于圓管內的流體流動： 當 Re＜ 2023時，屬于層流；當 Re＞ 4000時，屬于湍流；當 2023＜ Re＜ 4000時，屬于過渡流。這種流動狀態(tài)稱為 湍流 。 管中流體速度增大到一定程度時，流體在管中的橫向運動十分劇烈，流體間產生了強烈的混合。 流速增大到某一數值時，管內流體出現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。實際上此時流體在管內的運動是一種分層運動，各層間互不干擾，也互不相混。（ 2）流動狀態(tài)的改變取決于流速。 1983年，英國物理學家雷諾通過實驗發(fā)現了流體的兩種流態(tài)，該實驗稱為雷諾實驗。 （ 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，也是為管路系統的設計打下基礎，是工程計算的需要。對于經驗公式的來源不必多加理會，只需了解這是實驗研究的結果。 ? 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。 （ 8）管路特性曲線方程的物理意義，對曲線繪制方法的理解。 （ 6）短管與長管、串聯與并聯管路各自的計算特點。 （ 4） 5個阻力分區(qū)的判定及不同阻力區(qū)的沿程阻力計算方法。 （ 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。這部分內容較多，但若以能量方程為主線，則脈絡比較清晰。 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。 （ 3）推算某一類型風機任意型號機的性能參數 （ 4）利用無量綱性能曲線選擇風機 （ 1）泵的比轉數 （ 2）風機的比轉數 （ 3）比轉數的應用 ? 用比轉數對泵與風機進行分類。 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）。 （ 1）參數變化時其他性能參數的換算 這種換算常用的有：流體密度改變時性能參數的換算；轉速改變時性能參數的換算；葉輪直徑改變時性能參數的換算；密度、轉速、葉輪直徑中多個參數同時改變時性能參數的換算。 （ 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。相似定律就是在兩泵（風機）滿足幾何相似，且處于相似工況的前提下導出的。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。 （ 2）運動相似 模型和原型各對應點的速度方向相同，大小成同一比值，對應角相等。 （ 3）由性能參數的相似關系，在改變轉速、葉輪幾何尺寸及流體密度時，可進行性能參數的相似換算。 ? 相似定律常用的情況： （ 1）將原型泵或風機縮小為模型，進行模化實驗以驗證其性能是否達到要求，這在新產品設計實驗中較為常用。 （ 2） q－ P曲線也呈現陡降型。 在一定的轉速下，對葉片安裝角固定的軸流式泵與風機，其性能曲線和離心式泵與風機性能曲線相比有顯著的區(qū)別。 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。當流量繼續(xù)增大時，效率開始降低。 （ 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 q－ P等曲線反映泵的軸功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。 通常的性能曲線為： q－ H（ p）、 q－ P、 q－ η等曲線。 ； ； ； ； ； ? 轉速 葉輪每分鐘旋轉周數叫做轉速， n（ r/min）。 21122112222 22 ??????????? ??????????? ??? hHgvgpzgvgpzHi?? ? 風機的全壓 ? 功率和效率 通風機和泵的功率分為：軸功率 P、有效功率 Pe、原動機功率 Pg。 （ 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。 常用的銘牌參數包括： （ 1）流量 單位時間內泵與風機所輸送的流體數量稱為流量，它可以表示為體積流量、質量流量和重力流量。但是，結合生活實例將對理解和應用都有所幫助 。 （ 2）對泵與風機的性能曲線進行分析，了解泵與風機的作功特性，并以之作為根據確定科學的操作程序和針對性的選型，要求對性能曲線的含義有充分了解還需要較高的分析能力，所以具有一定的難度。利用比轉數對泵與風機進行相似設計和選型的方法。利用相似定律進行泵與風機選型和設計的方法。 （ 4）相似定律所包含的幾種相似關系。 （ 2） q－ H曲線、 q－ P曲線、 q－ η曲線的含義，這些曲線對工程上泵與風機的選型、運行管理的指導意義。掌握這些參數、性能曲線和相似定律和比轉數的含義和應用方法，是進行泵與風機性能分析和選型設計的基礎。 21122212211 2))((2 ???????? pvpzzgvpeae???? 3. 泵與風機的性能 ? 學習引導 本章主要介紹多種表征泵與風機性能的方式，有反映作功能力和耗能、效率的銘牌參數，有反映參數間關系的性能曲線，有表征系列相似產品特性的相似定律和比轉數。在應用能量方程時應嚴格檢查適應條件。其他諸如求流量、水頭等問題都以流速和壓力的計算為前提。 基本方程式的作用是解決流體流動的計算問題。因此，對于氣體流動，在高度差大，氣體密度和空氣密度不等的情況下，必須考慮大氣壓的差異。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。對于氣體流動，能量方程中各項水頭之值不大，習慣上將方程各項乘以 ρg轉變?yōu)閴毫Α? －測壓管水頭，記為 。 （ 3）水頭和水頭線 －總水頭，即為 H。 ? 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。 ? 方程的推導前提是兩斷面間沒有能量的輸入或輸出。只有壓力變化較大，流速很高的氣體才考慮其壓縮性。 21 qq ? 2211 AvAv ? 21122222111 22 ??????? Hvpgzvpgz?? 21122222111 22 ??????? hgvgpzgvgpz?? ? 不可壓縮流體。 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。工程實際中的流動一般為三元流動，但 為了簡化計算，一般將三元流動簡化為二元流動，甚至是一元流動。 所有流動參數的變化僅與一個坐標變量有關的流動，稱為一元流動。 （ 2）一元流、二元流和三元流 穩(wěn)定流中，若流動參數是 x、 y、 z三維空間坐標的函數，則此流動稱為三元流動，又稱為空間流動。 （ 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。 （ 3）連通器中若裝有相同的液體，但兩邊液面上的壓力不等，則承受壓力較高的一側液面位置較低，承受壓力較低的一側液面位置較高。 （ 1）連通器中同一種液體相同高度的兩個液面壓力相等。 求解連通器問題的目的是為了計算連通器中某點壓力。 工程中經常使用 U形管測定液體的壓差或壓力。 位置 1流體的比機械能＝位置 2流體的比機械能＋ 1～ 2流體 的比能量損失 即： 上式對靜止流體和運動流體均適用。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。 動能＝ mv2/2 ? 流體的比機械能： 1kg流體所具有的位能、壓力能和動能分別稱為流體的比位能、比壓力能和比動能，其總和為比機械能，單位為 J/kg或 kJ/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。 ? 流體的機械能： 流體的機械能是指由于流體的位置、壓力和運動所決定的位能、壓力能和動能，單位為 J或 kJ。有時更需要進行間接計算，這方面的計算也會有一定困難。 （ 2）應用流體流動基本方程式求解工程計算問題需要掌握方程的適用條件，基準面和計算斷面的選取有一定的靈活性。 （ 8）利用流體流動基本方程求解速度和壓力。 （ 6）位置水頭、壓力水頭、測壓管水頭、流速水頭、總水頭和水頭損失和表達及意義。 （ 4）連續(xù)性方程的實質。 （ 2）液體靜壓力方程的兩種形式，靜止液體中不同位置的壓力分布