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流体流动–––基本概念与基本原理
流体静力学基本方程式
或
注意:1、应用条件:静止的连通着的同一种连续的流体。
2、压强的表示方法:绝压—大气压=表压 表压常由压强表来测量;
大气压—绝压=真空度 真空度常由真空表来测量。
3、压强单位的换算:
1atm=760mmHg=10.33mH2O=101.33kPa=1.033kgf/cm2=1.033at
4、应用:水平管路上两点间压强差与U型管压差计读数R的关系:
处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须时静止、、––––物料衡算式
三、––––能量衡算式
1kg流体: [J/kg]
讨论点:1、流体的流动满足连续性假设。
2、理想流体,无外功输入时,机械能守恒式:
3、可压缩流体,当Δp/p120%,仍可用上式,且ρ=ρm。
4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤,截面与基准面选取的原则。
5、流体密度ρ的计算:
理想气体ρ=PM/RT 混合气体
混合液体
上式中:––––体积分率;––––质量分率。
6、gz,u2/2,p/ρ三项表示流体本身具有的能量,即位能、hf为流经系统的能量损失。We为流体在两截面间所获得的有效功,是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne=We·ωs,轴功率N=Ne/η(W)
7、1N流体 [m] (压头)
1m3流体 ,
柏努利式中的∑hf
流动类型:
1、雷诺准数Re及流型 Re=duρ/μ=du/ν,μ为动力粘度,单位为[Pa·S];ν=μ/ρ为运动粘度,单位[m2/s]。
层流:Re≤2000,湍流:Re≥4000;2000Re4000为不稳定过渡区。
2、牛顿粘性定律 τ=μ(du/dy)
气体的粘度随温度升高而增加,液体的粘度随温度升高而降低。
3、流型的比较:①质点的运动方式;
②速度分布,层流:抛物线型,平均速度为最大速度的0.5倍;
湍流:碰撞和混和使速度平均化。
③阻力,层流:粘度内摩擦力,
湍流:粘度内摩擦力+湍流切应力。
流体在管内流动时的阻力损失
[J/kg]
1、直管阻力损失hf 范宁公式(层流、湍流均适用).
层流: 哈根—泊稷叶公式。
湍流区(非阻力平方区):;高度湍流区(阻力平方区):,具体的定性关系参见摩
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