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第三章　流体流动过程及流体输送设备 第一节　概述 第二节　流体的基本性质 第三节　流体流动的基本规律 流体定态流动过程的物料衡算---连续性方程 流体定态流动过程的能量衡算---柏努利方程 第四节 管内流体流动的阻力 流体流动形态与雷诺实验、雷诺准数 流体流动的阻力来源及影响因素、计算 第五节　流量的测定 第六节 流体输送设备 离心泵 例题： 1. 以内径为105mm的钢管输送压力为2atm，温度为120℃的空气，已知空气在S.P.T.（标态）的体积流量为630 m3/h，求此空气在管内的流速和质量流速。 第二节流体的基本性质习题： 二、流体定态流动过程的物料衡算---连续性方程 定态流动时 对不可压缩流体 则 对圆形截面管道 则 一）流体静力学基本方程 此方程式的适用范围：不可压缩流体，密度不随压力变化，若气体的密度随压力变化很微小，一般视为常数，故此方程亦可用于气体。 流体静力学基本方程 总结：理想流体定态流动过程的能量衡算---柏努利方程 单位质量流体所具有的机械能： P1 /ρ+g Z1 +u12/2= P2 /ρ+g Z2 +u22/2 =常数 　　　　J/kg 总结：实际流体定态流动过程的能量衡算---柏努利方程 单位质量流体所具有的机械能： P1 /ρ+g Z1 +u12/2+we= P2 /ρ+g Z2 +u22/2 +∑wf=常数 J/kg 柏努利方程的应用 ?确定容器的相对位置 ?确定输送设备的有效功率 ?确定送料用压缩空气的压力 ?计算管道中流体的流量 应用柏努利方程的解题要点 1、作图，确定衡算范围 2、截面的选取 3、基准水平面的选取 4、单位必须一致，各物理量单位换算成一致的，对压强表示方法也要一致，同时用绝压或同时用表压。 例1.如图，液体从高位槽流向某容器加料，若槽内液面保持恒定，管出口处和槽液面均通大气，管路中全部压头损失为1.2米液柱(不包括出口的能量损失) 。求当液体在管路中的流速要达到0.5 m / s时，槽液面应比管出口高多少？ 柏努利方程的应用 例2.某焦化厂的一组焦炉，其烟道气流量为260207m3/h，烟道气的密度均匀，平均密度为0.70kg/m3。烟囱中烟气流动的全部阻力损失(不包括出口阻力)为14.41m烟气。为了烟囱的机械稳定性，其顶部直径设计为3m，底部直径为4.96m。而烟囱底部真空度要求为360Pa，顶部的绝对压力为100226Pa。则此时烟囱高度H应设计为多少米？ 例3 用泵将贮槽中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩，碱进口的速度为1.5m/s，经管路系统压头损失为40J/kg(不包括出口的能量损失)，蒸发器内碱液蒸发压力保持在196.13kPa（表压），碱液的密度为1100kg/m3，求所需外加能量。 孔板流量计 孔板流量计 构造 孔板流量计的测量原理 　　　引入一校正系数c0 ，并以u0代替u2，同时液柱压差计的读数为R，指示液的密度为ρi，则上式变为： 孔板流量计优缺点 1.优点：制造简单，随测量条件变化时，更换方便。 2.缺点：能量损失较大。 构造 文丘里流量计 工作原理 ：与孔板流量计相似，计算式也相似： 转子流量计 构造 转子流量计工作原理 转子受到两个力： 1.上推力等于流体流经转子与锥管间的环形截面所产生的压力差；⊿PAR 2.净重力等于转子所受重力减去流体对转子的浮力： VRρRg-VRρ流g 当上推力大于净重力，转子上浮；当上推力小于净重力，转子下降；当上推力等于净重力，转子平衡，停止在某一位置。 转子流量计的流量公式： 转子流量计优缺点 1.优点：读数方便，能量损失小，测量范围宽，能用于腐蚀性流体的测量。 2.缺点：管壁大多为玻璃制品，不能受高温和高压，易破碎而且安装时要求保持垂直。 三种流量计的区别 孔板流量计，文丘里流量计称为差压式流量计； 转子流量计称为截面流量计。 管件 截止阀 流体流动形态的研究---雷诺实验 例题：密度为800kg/m3 ，黏度为2.3×10-3 Pa·s的液体，以18m3/h流量通过内径为25mm的圆管。试判断管中流体的流动类型。若通过的是边长25 mm的方管。则管中流体的流动类型如何？ 例1：在Φ168×5 mm的无缝钢管中输送原料油，已知油的运动粘