化工原理09-流体流动(生物).ppt

环隙截面管道D和d de=4(?(D2-d2)/4))/?(D+d)=D-d 三、当量直径和水力半径 流体在非圆型管道内流动时，计算中的d采用当量直径。 de=4R水 R水＝流体流过的横截面积/流体浸润周边 矩形形截面管道（a×b） de=4ab/2(a+b)=2ab/(a+b） 五、局部阻力损失 1、当量长度法 ?p=?(le/d)(?u2/2)-------(1) wf= ? (u2/2)----------(2) wf=?(le/d)(u2/2)-------(2) hf=?(le/d)(u2/2g)--------(3) 2、阻力系数法 hf= ? (u2/2g)--------(3) ? p=?(?u2/2)-------(1) 管件和阀门的阻力系数及当量长度数据： 见教材P31例1--10 补充例题 举例： 第五节 管路计算 一、简单管路 特点： 通过各段管路的质量流量不变 整个管路上的阻力损失为各段损失之和 二、复杂管路 特点： 总管流量等于各分支管路流量之和 对任一支管，分支前后的总能量相等 复杂管路有：分支、汇合、并联管路 四、管路的计算举例： 见教材P33~37例1--11 例1--12 例1--13 例1--15 P38~58例1--16 例1—17 例1--18 三、常见的三种计算类型 1 已知d、l、vs，求We 2 已知d、hf、l+?lei，求Vs 3 已知Vs、l+?lei ，求d 柏努利方程反映系统中不同形式的能量之间的转化 举例 1、教材P12 例1—3 机械能的相互转化 P13 例1—4 机械能的相互转化 P14 例1—5 外功的计算 2-2面及基准面 基准面 1 2 　　　　　　　　　　　　　　 1-1面及基准面 2-2面 第三节 流体流动现象 一、雷诺实验： 流体产生阻力的原因有： 1－10 流体流动的类型 内因：流体内部存在的黏性（根本原因） 外因：流体流过的通道引起的阻力（条件） 流速很慢：彩色流体呈直线 层流（滞流） 管道内的流体剧烈混合，流体质点在各个方向移动混合； 加快流速：彩色流体出现弯曲 过渡流 流速继续加快：流体被染色 湍流（紊流） 由雷诺实验可见： 流体在管道内的流动形态有 滞流： 流体作一层滑过一层的流动，层与层之间的流体无质点的混合，流体的各质点始终沿着管轴的方向移动； 湍流： 计算雷诺（准）数时应注意代入的物理量的单位制必须一致。 二、雷诺(准)数 由实验可见流体在管内的流动形态与流速、管径、流体的性质（密度、黏度）有关。 利用量纲（因次）分析的方法可得雷诺（准）数（Re） Re＝du?/? 流体在管道中流动时： Re?2000 流动形态为层流 Re?4000 流动形态为湍流 2 实验室用模型模拟某油品实验。已知条件为：模型线型比例为设备的1/10，油品的密度为900kg/m3，黏度为10cP。油品在工业设备中的流速拟用0.8m/s，求：模型中水应用的流速。 举例： 1 P27 （1－10） 解 Re水=Re油 （du?/?）水＝（du?/?）油 d水/d油＝1/10 ?油＝900 ?油＝10cP＝0.01 u水＝0.72m/s 四、流速分布 层流时，流体的速度呈抛物线分布 um=0.5umax 湍流时，um=0.8umax umax=?pR2/4?l 五、边界层的概念 第四节 管内流动的阻力损失 一、范宁公式（直管阻力损失或沿程阻力损失） p1 p2 1 2 F d u l R ? pf=?(l/d)(?u2/2)-------(1) wf=?(l/d)(u2/2)----------(2) hf=?(l/d)(u2/2g)--------(3) 公式(1)、(2)、(3)都称为范宁公式 [Pa] [J/kg] m液柱 范宁公式用于不可压缩流体流动时的阻力计算。 式中：?为摩擦因数(系数)，是无因次量。 二、层流时的摩擦损失 umax=?pR2/4?l ?p=32 ?l u/d2 ?=64 ?/du?=64/Re 三、因次分析方法 ?Pf=f（d，l，u，?，?，e） ?Pf=2?（l/d）b（du?/?） -e（?u2/2）（e/d）f ?=f（Re，e/d） 四、湍流时的摩擦因数 1、经验公式和半