化工原理流体流动演示文稿

化工原理流体流动演示文稿目前一页\总数二百六十三页\编于十二点优选化工原理PPT流体流动ppt目前二页\总数二百六十三页\编于十二点3目前三页\总数二百六十三页\编于十二点4上海石油化工厂目前四页\总数二百六十三页\编于十二点5牡丹江石化目前五页\总数二百六十三页\编于十二点6青岛石化目前六页\总数二百六十三页\编于十二点第一章

流体流动--内容提要--

流体的基本概念

静力学方程及其应用

机械能衡算式及柏努利方程流体流动的现象

流动阻力的计算、管路计算

目前七页\总数二百六十三页\编于十二点目前八页\总数二百六十三页\编于十二点9流体是指具有流动性的物体，包括液体和气体。

流体输送操作是化工生产中应用最普遍的单元操作。流体流动是其它化工过程的基础。

在研究流体流动时，常将流体看成是由无数分子集团所组成的连续介质。流体力学：流体静力学和流体动力学

目前九页\总数二百六十三页\编于十二点流体的分类和特性流体有多种分类方法：（1）按状态分为气体、液体和超临界流体等；（2）按可压缩性分为不可压流体和可压缩流体；（3）按是否可忽略分子之间作用力分为理想流体与粘性流体（或实际流体）；（4）按流变特性可分为牛顿型流体和非牛倾型流体；

流体区别于固体的主要特征是具有流动性，其形状随容器形状而变化；受外力作用时内部产生相对运动。流动时产生内摩擦从而构成了流体力学原理研究的复杂内容之一

目前十页\总数二百六十三页\编于十二点不可压缩流体：流体的体积不随压力及温度变化可压缩流体：流体的体积随压力及温度变化实际流体都是可压缩的一般，液体可看成是不可压缩的流体

气体可看成是可压缩流体目前十一页\总数二百六十三页\编于十二点第一节流体静力学

流体静力学主要研究流体静止时其内部压强变化的规律。描述这一规律的数学表达式，称为流体静力学基本方程式。先介绍有关概念。目前十二页\总数二百六十三页\编于十二点一、流体的压力压强－－流体垂直作用于单位面积上的力称为流体的压强，工程上习惯称为流体的压力。在SI中，压强的单位是帕斯卡（N/m2），以Pa表示。但习惯上还采用其它单位，它们之间的换算关系为：1atm=1.033kgf/cm2(at)=760mmHg=10.33mH2O=1.0133bar=1.0133×105Pa

=101.33kPa（1）定义和单位工程上常用兆帕作压强的计量单位：1MPa=106Pa目前十三页\总数二百六十三页\编于十二点（2）压强的基准

压强有不同的计量基准：绝对压强、表压强、真空度。

绝对压强以绝对真空（零压）作起点计算的压强，是流体的真实压强。

表压强

压强表上的读数，表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，即:

表压强＝绝对压强－大气压强

真空度

真空表上的读数，表示被测流体的绝对压强低于大气压强的数值，即:

真空度＝大气压强－绝对压强目前十四页\总数二百六十三页\编于十二点绝对真空 大气压 绝对压力 绝对压力 表压 真空度 p1 p2 图1-1绝对压力、表压与真空度的关系 绝对压力、表压与真空度的关系：目前十五页\总数二百六十三页\编于十二点图绝对压力、表压和真空度的关系（a）测定压力>大气压（b）测定压力<大气压绝对压力测定压力表压大气压当时当地大气压（表压为零）绝对压力为零真空度绝对压力测定压力（a）（b）目前十六页\总数二百六十三页\编于十二点例：某台离心泵进、出口压力表读数分别为220mmHg(真空度)及1.7kgf/cm2(表压)。若当地大气压力为760mmHg，试求它们的绝对压力各为若干（以法定单位表示）？解泵进口绝对压力P1=760-220=540mmHg=7.2×104Pa

泵出口绝对压力P2=1.7+1.033=2.733kgf/cm2=2.68×105Pa教材p12例1-1目前十七页\总数二百六十三页\编于十二点二、流体的密度与比体积

单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。以ρ表示，单位为kg/m3。式中ρ---流体的密度，kg/m3

；

m---流体的质量，kg；

V---流体的体积，m3。（1-1）1、密度目前十八页\总数二百六十三页\编于十二点

液体的密度随压力的变化很小，常称液体为不可压缩流体，其密度随温度稍有改变。气体的密度随压力和温度的变化较大。

常用液体的密度值参见附录四和附录五，附录五给出的是相对密度，即液体密度与4℃水的密度之比值，4℃水的密度为1000kg/m3。目前十九页\总数二百六十三页\编于十二点式中p——气体的压力（绝对压力），kN/m2或kPa；

T——气体的绝对温度，K；

M——气体的摩尔质量，kg/kmol；

R——通用气体常数，8.314kJ/kmol·K。(1-3)

当压力不太高、温度不太低时，气体的密度可近似地按理想气体状态方程式计算：理想气体标准状况下的密度为：(1-4)目前二十页\总数二百六十三页\编于十二点

上式中的ρ0＝M/22.4kg/m3为标准状态（即T0=273K及p0=101.3kPa）下气体的密度。气体密度也可按下式计算(1-5)

在气体压力较高、温度较低时，气体的密度需要采用真实气体状态方程式计算。目前二十一页\总数二百六十三页\编于十二点当气体混合物的温度、压力接近理想气体时，仍可用式(1-3、1-4)计算气体的密度。气体混合物的组成通常以体积分率表示。对于理想气体：体积分率与摩尔分率、压力分率是相等的。

Mm

＝

M１y1+M2y2+…+Mnyn

式中：M１、M2、…

Mn——

气体混合物各组分的分子量

rm

＝

r１y1+r2y2+…

+

rnyn

(1-6)式中

：r１

、r2、…

rn——

气体混合物各组分的密度；

y1

、y2

、…

yn

——

气体混合物各组分的摩尔分率。气体混合物密度计算:目前二十二页\总数二百六十三页\编于十二点液体混合物:液体混合时，体积往往有所改变。若混合前后体积不变，则1kg混合液的体积等于各组分单独存在时的体积之和，则可由下式求出混合液体的密度ρm。式中w1、w2、…，wn——

液体混合物中各组分的质量分率；

ρ1、ρ2、…，ρn——

液体混合物中各组分的密度，kg/m3；

ρm——

液体混合物的平均密度，kg/m3。(1-7)目前二十三页\总数二百六十三页\编于十二点2、比体积(1-8)流体的比容与密度互为倒数。比体积（比容）：单位质量流体的体积，单位为m3/kg。教材p13例1-2；教材p13例1-3目前二十四页\总数二百六十三页\编于十二点例已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%(质量)的硫酸水溶液的密度。解：应用混合液体密度公式，则有目前二十五页\总数二百六十三页\编于十二点例已知干空气的组成为：O221%、N278%和Ar1%(均为体积%)。试求干空气在压力为9.81×104Pa、温度为100℃时的密度。解：

首先将摄氏度换算成开尔文：100℃＝273+100=373K求干空气的平均分子量：Mm

＝

M１y1+M2y2+…+Mnyn

Mm=32×0.21+28×0.78+39.9×0.01=28.96气体的平均密度为：目前二十六页\总数二百六十三页\编于十二点

流体静力学基本方程式是用于描述静止流体内部的压力沿着高度变化的数学表达式。对于不可压缩流体，密度不随压力变化，其静力学基本方程可用下述方法推导。三、流体静力学基本方程式目前二十七页\总数二百六十三页\编于十二点在垂直方向上作用于液柱的力有：下底面所受之向上总压力为p2A；上底面所受之向下总压力为p1A；整个液柱之重力G＝ρgA(Z1-Z2)。

现从静止液体中任意划出一垂直液柱，如图所示。液柱的横截面积为A，液体密度为ρ，若以容器器底为基准水平面，则液柱的上、下底面与基准水平面的垂直距离分别为Z1和Z2，以p1与p2分别表示高度为Z1及Z2处的压力。

p0p1p2Gz2z1目前二十八页\总数二百六十三页\编于十二点上两式即为液体静力学基本方程式.p2＝p1＋ρg(Z1-Z2)p＝p0＋ρgh

如果将液柱的上底面取在液面上，设液面上方的压力为p0，液柱Z1-Z2＝h，则上式可改写为

在静止液体中，上述三力之合力应为零，即：p2A－p1A－ρgA(Z1-Z2)＝0目前二十九页\总数二百六十三页\编于十二点由上式可知：

当液面上方的压力一定时，在静止液体内任一点压力的大小，与液体本身的密度和该点距液面的深度有关。因此，在静止的、连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点的压力都相等。此压力相等的水平面，称为等压面。当液面的上方压力p0有变化时，必将引起液体内部各点压力发生同样大小的变化。p＝p0＋ρgh可改写为

由上式可知，压力或压力差的大小可用液柱高度表示。目前三十页\总数二百六十三页\编于十二点或上式中各项的单位均为m。静力学基本方程式中各项的意义：将p2＝p1＋ρg(Z1-Z2)

两边除以ρg并加以整理可得：目前三十一页\总数二百六十三页\编于十二点位压头（potentialtentialhead）：静压头(statichead)：式中的第二项p/ρg称为静压头，又称为流体的静压能(pressureenergy)。

第一项Z为流体距基准面的高度，称为位压头。若把重量mg的流体从基准面移到高度Z后，该流体所具有的位能为mgZ。单位质量流体的位能，则为mgz/m=zg

。上式中Z（位压头）是表示单位重量的流体从基准面算起的位能(potentialenergy)。目前三十二页\总数二百六十三页\编于十二点如图所示：密闭容器，内盛有液体，液面上方压力为p。图静压能的意义

，静压头的意义：说明Z1处的液体对于大气压力来说，具有上升一定高度的能力。目前三十三页\总数二百六十三页\编于十二点位压头＋静压头＝常数

也可将上述方程各项均乘以g，可得目前三十四页\总数二百六十三页\编于十二点四、流体静力学基本方程式应用（一）压力测量

1U型管液柱压差计

2斜管压差计

3微差压差计（二）液面测定（三）确定液封高度目前三十五页\总数二百六十三页\编于十二点指示剂的选择

指示液密度ρ0，被测流体密度为ρ，图中a、b两点的压力是相等的，因为这两点都在同一种静止液体（指示液）的同一水平面上。通过这个关系，便可求出p1－p2的值。四、流体静力学基本方程式应用

在化工生产中，有些化工仪表是以静力学基本方程式为理论依据的。

（一）压强与压强差测量

1U型管液柱压差计（U-tubemanometer）▲

指示液必须与被测流体不互溶；▲不起化学反应；▲大于被测流体的密度。指示液随被测流体的不同而不同。常用指示液：汞、四氯化碳、水、液体石蜡等。目前三十六页\总数二百六十三页\编于十二点根据流体静力学基本方程式则有：U型管右侧

pa＝p1+(m+R)ρgU型管左侧pb＝p2+mρg+Rρ0g

pa＝pbp1－

p2＝R（ρ0－ρ）g

测量气体时，由于气体的ρ密度比指示液的密度ρ0小得多，故ρ0－ρ≈ρ0，上式可简化为p1－p2＝Rρ0g目前三十七页\总数二百六十三页\编于十二点

下图所示是倒U型管压差计。该压差计是利用被测量液体本身作为指示液的。压力差p1－p2可根据液柱高度差R进行计算。

目前三十八页\总数二百六十三页\编于十二点例1-4如附图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力差，安装一U型压差计，指示液为汞。已知压差读数R＝100mmHg，试计算a、b两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。目前三十九页\总数二百六十三页\编于十二点解取管道截面a、b处压力分别为pa与pb。根据连续、静止的同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理，则

p1＇＝p1

（a）p1＇＝pa－xρH2Ogp1=RρHgg+p2=RρHgg+p2＇=RρHgg+pb－（R＋x）ρH2Og根据式（a）pa－pb＝xρH2Og＋RρHgg－（R＋x）ρH2Og＝RρHgg－RρH2Og＝0.1×(13600-1000)×9.81=1.24×104（Pa）目前四十页\总数二百六十三页\编于十二点倾斜管路压差测量:根据流体静力学方程目前四十一页\总数二百六十三页\编于十二点当被测的流体为气体时，可忽略,则——两点间压差计算公式※若U型管的一端与被测流体相连接，另一端与大气相通，那么读数R就反映了被测流体的绝对压强与大气压之差，也就是被测流体的表压或真空度。当管子平放时：,目前四十二页\总数二百六十三页\编于十二点表压真空度p1pap1pa当P1-P2值较小时，R值也较小，若希望读数R清晰，可采取三种措施：①两种指示液的密度差尽可能减小;②采用倾斜U型管压差计;③采用微差压差计。目前四十三页\总数二百六十三页\编于十二点

当被测量的流体压力或压差不大时，读数R必然很小，为得到精确的读数，可采用如图所示的斜管压差计。R‘与R的关系为:R＇＝R/sinα

式中α为倾斜角，其值愈小，则R值放大为R＇的倍数愈大。

2斜管压差计（inclinedmanometer

）目前四十四页\总数二百六十三页\编于十二点

式中ρa、ρb——分别表示重、轻两种指示液的密度，kg/m3。按静力学基本方程式可推出:

P1－P2＝ΔP＝Rg（ρa－ρb）构造如图所示：指示液：两种指示液密度不同、互不相溶；扩张室：扩张室的截面积远大于U型管截面积，当读数R变化时，两扩张室中液面不致有明显的变化。

对于一定的压差，（ρa－ρb）愈小则读数R愈大，所以应该使用两种密度接近的指示液。3微差压差计（two-liguidmanometer

）目前四十五页\总数二百六十三页\编于十二点说明：图中平衡器的小室2中所装的液体与容器里的液体相同。平衡器里的液面高度维持在容器液面容许到达的最大高度处。容器里的液面高度可根据压差计的读数R求得。液面越高，读数越小。当液面达到最大高度时，压差计的读数为零。1—容器；2—平衡器的小室；

3—U形管压差计（二）、液面测定目前四十六页\总数二百六十三页\编于十二点例1-5为了确定容器中石油产品的液面，采用如附图所示的装置。压缩空气用调节阀1调节流量，使其流量控制得很小，只要在鼓泡观察器2内有气泡缓慢逸出即可。因此，气体通过吹气管4的流动阻力可忽略不计。吹气管内压力用U管压差计3来测量。压差计读数R的大小，反映贮罐5内液面高度。指示液为汞。1、分别由a管或由b管输送空气时，压差计读数分别为R1或R2，试推导R1、R2分别同Z1、Z2的关系。

2、当（Z1－Z2）＝1.5m，R1＝0.15m，R2＝0.06m时，试求石油产品的密度ρP及Z1。目前四十七页\总数二百六十三页\编于十二点解（1）在本例附图所示的流程中，由于空气通往石油产品时，鼓泡速度很慢，可以当作静止流体处理。因此可以从压差计读数R1，求出液面高度Z1，即

（a）（b）（2）将式（a）减去式（b）并经整理得

目前四十八页\总数二百六十三页\编于十二点

为了安全起见，实际安装时管子插入液面下的深度应比上式计算值略低。

作用：控制设备内气压不超过规定的数值，当设备内压力超过规定值时，气体就从液封管排出，以确保设备操作的安全。

若设备要求压力不超过P1（表压），按静力学基本方程式，则水封管插入液面下的深度h为三、确定液封高度目前四十九页\总数二百六十三页\编于十二点工业生产中流体大多是沿密闭的管道流动。因此研究管内流体流动的规律是十分必要的。反映管内流体流动规律的基本方程式有：连续性方程柏努利方程

本节主要围绕这两个方程式进行讨论。第二节管内流体流动的基本方程式

(流体动力学)目前五十页\总数二百六十三页\编于十二点体积流量（volumetricflowrate）

m3/s

单位时间内流体流经管道任一截面的体积，称为体积流量，以qv或V表示，其单位为m3/s。一、流量与流速2.质量流量

(massflowrate)

kg/s

单位时间内流体流经管道任一截面的质量，称为质量流量，以qm或G表示，其单位为kg/s。

体积流量与质量流量之间的关系为：

(G=ρV)（1-14）（一）流量

目前五十一页\总数二百六十三页\编于十二点

实验证明：流体在管道内流动时，由于流体具有粘性，管道横截面上流体质点速度是沿半径变化的。管道中心流速最大，愈靠管壁速度愈小，在紧靠管壁处，由于液体质点粘附在管壁上，其速度等于零。流速：单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。1.平均流速

（二）流速

目前五十二页\总数二百六十三页\编于十二点

平均流速:一般以管道截面积除体积流量所得的值来表示流体在管道中的速度。此种速度称为平均流速，简称流速。

(1-15)流量与流速关系为：

(1-16)

式中A——管道的截面积，m2目前五十三页\总数二百六十三页\编于十二点

单位时间内流体流经管道单位截面积的质量称为质量流速，单位：kg/(m2·s)。它与流速及流量的关系为：

（1-17）

由于气体的体积与温度、压力有关，显然，当温度、压力发生变化时，气体的体积流量与其相应的流速也将之改变，但其质量流量不变。此时，采用质量流速比较方便。

2.质量流速

(massvelocity)w目前五十四页\总数二百六十三页\编于十二点

流量一般为生产任务所决定，而合理的流速则应根据经济权衡决定，一般液体流速为0.5～3m/s。气体流速为10～30m/s。某些流体在管道中的常用流速范围，可参阅p46表1-3或有关手册。若以d表示管内径，则式u＝qv/A

可写成3.管道直径的估算

目前五十五页\总数二百六十三页\编于十二点适宜流速的确定目前五十六页\总数二百六十三页\编于十二点某些流体在管道中常用流速范围流体种类及情况常用流速范围u/(m/s)水及一般液体粘度较大度液体低压气体易燃、易爆的低压气体1－30.5－18－15<8目前五十七页\总数二百六十三页\编于十二点例1-6以内径105mm的钢管输送压力为2atm、温度为120℃的空气。已知空气在标准状态下的体积流量为630m3/h，试求此空气在管内的流速和质量流速。解:依题意空气在标准状态下的流量应换算为操作状态下的流量。因压力不高，可应用理想气体状态方程计算如下：目前五十八页\总数二百六十三页\编于十二点

取空气的平均分子量为Mm=28.9，则实际操作状态下空气的密度为

平均流速依式（1-17），得质量流速目前五十九页\总数二百六十三页\编于十二点例1-7某厂要求安装一根输水量为30m3/h的管道，试选择合适的管径。解：依式（1-18）管内径为

选取水在管内的流速u＝1.8m/s(自来水1-1.5,水及低粘度液体1.5-3.0)目前六十页\总数二百六十三页\编于十二点

查附录中管道规格，确定选用φ89×4（外径89mm，壁厚4mm）的管子，则其内径为

d=89-(4×2)＝81mm＝0.081m因此，水在输送管内的实际操作流速为：目前六十一页\总数二百六十三页\编于十二点二、稳定流动与不稳定流动稳定流动：流体在管路中流动时，在任一点上的流速、压力等有关物理参数不随时间而改变，这种流动称为稳定流动(steadyflow)。不稳定流动：若流动的流体中任一点上的流速、压力等物理参数有部分或全部随时间而改变，这种流动称为不稳定流动(unsteadyflow)。在化工厂中，流体的流动多为稳定流动，以后除特殊指明外所讨论的都是稳定流动。目前六十二页\总数二百六十三页\编于十二点

化工生产中多属连续稳态过程。除开车和停车外，一般只在很短时间内为非稳态操作，多在稳态下操作。目前六十三页\总数二百六十三页\编于十二点211´2´G1G2

若在管道两截面之间无流体漏损，根据质量守恒定律，从截面1-1进入的流体质量流量G1应等于从截面2-2流出的流体质量流量G2。

设流体在如图所示的管道中:

作连续稳定流动;

从截面1-1流入，从截面2-2流出

三、连续性方程

(equationofcontinuity)

目前六十四页\总数二百六十三页\编于十二点即:qm1＝qm2(G1=G2)（1-19）

若流体不可压缩，ρ＝常数，则上式可简化为

Au＝常数

(1-22)

ρ1A1u1＝ρ2A2u2(1-20)此关系可推广到管道的任一截面，即ρAu＝常数

(1-21)上式称为连续性方程式。目前六十五页\总数二百六十三页\编于十二点

由此可知：在连续稳定的不可压缩流体的流动中，流体流速与管道的截面积成反比。截面积愈大之处流速愈小，反之亦然。

式中d1及d2分别为管道上截面1和截面2处的管内径。上式说明：不可压缩流体在管道中的流速与管道内径的平方成反比。或对于圆形管道，有（1-23）目前六十六页\总数二百六十三页\编于十二点例1-8如附图所示的输水管道，管内径为：d1=2.5cm；d2=10cm；d3=5cm。（1）当流量为4L/s时，各管段的平均流速为若干？（2）当流量增至8L/s或减至2L/s时，平均流速如何变化？

d1

d2

d3目前六十七页\总数二百六十三页\编于十二点解(1)根据式(1-15)，则根据式(1-23)，则目前六十八页\总数二百六十三页\编于十二点

(2)各截面流速比例保持不变，流量增至8L/s时，流量增为原来的2倍，则各段流速亦增加至2倍，即

u1＝16.3m/s，u2=1.02m/s，u3=4.08m/s

流量减小至2L/s时，即流量减小1/2，各段流速亦为原值的1/2，即

u1＝4.08m/s，u2=0.26m/s，u3=1.02m/s目前六十九页\总数二百六十三页\编于十二点柏努利方程式是管内流体流动机械能衡算式。

（一）柏努利方程式的推导假设：流体无粘性：在流动过程中无摩擦损失；流体在管道内作稳定流动；在管截面上液体质点的速度分布是均匀的；流体的压力、密度都取在管截面上的平均值；流体质量流量为G(qm)，管截面积为A。四、柏努利方程式

(Bernoulli′sequation)目前七十页\总数二百六十三页\编于十二点图柏努利方程式的推导

在管道中取一微管段dx，段中的流体质量为dm。作用于此微管段的力有：(1)

作用于两端的总压力分别为pA和－(p+dp)A；(2)

作用于重心的重力为gdm；目前七十一页\总数二百六十三页\编于十二点由于dm=ρAdx,

sinθdx＝dz故作用于重心的重力沿x方向的分力为

gsinθdm=gρAsinθdx

=gρAdz

作用于微管段流体上的各力沿x方向的分力之和为:pA－(p+dp)A－gρAdz＝－Adp－gρAdz(1-24)目前七十二页\总数二百六十三页\编于十二点流体流进微管段的流速为u，流出的流速为（u+du）。由式(1-24)与式(1-25)得:ρAudu＝－Adp－gρAdz(1-26)流体动量的变化速率为

Gdu＝ρAudu(1-25)动量原理：作用于微管段流体上的力的合力等于液体的动量变化的速率。目前七十三页\总数二百六十三页\编于十二点对不可压缩流体，ρ为常数，对上式积分得：(1-27)(1-28)

ρAudu＝－Adp－gρAdz(1-26)

上式称为柏努利方程式，它适用于不可压缩非粘性的流体。通常把非粘性的流体称为理想流体，故又称上式为理想流体柏努利方程式。目前七十四页\总数二百六十三页\编于十二点

对于气体，若管道两截面间压力差很小，如p1－p2≤0.2p1，密度ρ变化也很小，此时柏努利方程式仍可适用。计算时密度可采用两截面的平均值，可以作为不可压缩流体处理。当气体在两截面间的压力差较大时，应考虑流体压缩性的影响，必须根据过程的性质（等温或绝热）按热力学方法处理，在此不再作进一步讨论。柏努利方程式应用于气体时如何处理？目前七十五页\总数二百六十三页\编于十二点gz为单位质量流体所具有的位能；

由此知，式(1-28)中的每一项都是单位质量流体的能量。位能、静压能及动能均属于机械能，三者之和称为总机械能或总能量。

p/ρ为单位质量流体所具有的静压能；u2/2为单位质量流体所具有的动能(kineticenergy)。因质量为m、速度为u的流体所具有的动能为mu2/2

。（二）柏努利方程式的物理意义

目前七十六页\总数二百六十三页\编于十二点上式表明：三种形式的能量可以相互转换；总能量不会有所增减，即三项之和为一常数；所以上式称为单位质量流体能量守恒方程式。目前七十七页\总数二百六十三页\编于十二点Hz2210目前七十八页\总数二百六十三页\编于十二点演示目前七十九页\总数二百六十三页\编于十二点柏努利方程式的其他形式若将式(1-28)各项均除以重力加速度g，则得上式为单位重量流体能量守恒方程式。z为位压头；p/ρg为静压头；u2/2g称为动压头（dynamichead）或速度压头(velocityhead)。z

+

p/ρg+u2/2g为总压头。目前八十页\总数二百六十三页\编于十二点

实际流体由于有粘性，管截面上流体质点的速度分布是不均匀的，从而引起能量的损失。简单实验观察流体在等直径的直管中流动时的能量损失。五、实际流体机械能衡算式

目前八十一页\总数二百六十三页\编于十二点

两截面处的静压头分别为p1/ρg与p2/ρg；

z1＝z2；

u22/2g＝u12/2g

；

1截面处的机械能之和大于2截面处的机械能之和。

两者之差，即为实际流体在这段直管中流动时的能量损失。目前八十二页\总数二百六十三页\编于十二点因此实际流体在机械能衡算时必须加入能量损失项。

由此方程式可知：只有当1-1截面处总能量大于2-2截面处总能量时，流体才能克服阻力流至2-2截面。式中

∑Hf

——

压头损失，m。目前八十三页\总数二百六十三页\编于十二点流体机械能衡算式在实际生产中的应用

（1-31）式中H―外加压头，m。（1-32）式中∑hf＝g∑Hf，为单位质量流体的能量损失，J/kg。

W＝gH，为单位质量流体的外加能量，J/kg。

式(1-31)及(1-32)均为实际流体机械能衡算式，习惯上也称它们为柏努利方程式。目前八十四页\总数二百六十三页\编于十二点分析和解决流体输送有关的问题；

柏努利方程是流体流动的基本方程式，它的应用范围很广。调节阀流通能力的计算等。液体流动过程中流量的测定；六、柏努利方程式的应用目前八十五页\总数二百六十三页\编于十二点用泵将贮槽(通大气)中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩，如附图所示。泵的进口管为φ89×3.5mm的钢管，碱液在进口管的流速为1.5m/s，泵的出口管为φ76×2.5mm的钢管。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为7m，碱液经管路系统的能量损失为40J/kg，蒸发器内碱液蒸发压力保持在0.2kgf/cm2（表压），碱液的密度为1100kg/m3。试计算所需的外加能量。目前八十六页\总数二百六十三页\编于十二点基准目前八十七页\总数二百六十三页\编于十二点式中，z1=0，z2=7；p1=0(表压)，p2=0.2kgf/cm2×9.8×104=19600Pa，u10,u2=u0(d0/d2)2=1.5((89-2×3.5)/(76-2×2.5))2=2.0m/s代入上式，得W=128.41J/kg解：解题要求规范化目前八十八页\总数二百六十三页\编于十二点(1)选取截面连续流体，稳定流动；两截面均应与流动方向相垂直。用柏努利方程式解题时的注意事项：(2)确定基准面

基准面是用以衡量位能大小的基准。强调：只要在连续稳定的范围内，任意两个截面均可选用。不过，为了计算方便，截面常取在输送系统的起点和终点的相应截面，因为起点和终点的已知条件多。目前八十九页\总数二百六十三页\编于十二点(3)压力

柏努利方程式中的压力p1与p2只能同时使用表压或绝对压力，不能混合使用。(4)外加能量

外加能量W在上游一侧为正，能量损失在下游一侧为正。应用式(1-32)计算所求得的外加能量W是对每kg流体而言的。若要计算的轴功率，需将W乘以质量流量，再除以效率。目前九十页\总数二百六十三页\编于十二点从高位槽向塔内加料，高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？110022x目前九十一页\总数二百六十三页\编于十二点解：选取高位槽的液面作为1-1截面，选在管出口处内侧为2-2截面，以0-0截面为基准面，在两截面间列柏努利方程，则有式中p1=p2=0（表压）

u1=0（高位槽截面与管截面相差很大，故高位槽截面的流速与管内流速相比，其值很小可以忽略不计）u2=0.5m/sΣhf=1.2mz1-z2=xx=1.21m

计算结果表明，动能项数值很小，流体位能主要用于克服管路阻力。目前九十二页\总数二百六十三页\编于十二点柏努利方程的应用1）确定流体的流量

例：20℃的空气在直径为800mm的水平管流过，现于管路中接一文丘里管，如本题附图所示，文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉径处接一细管，其下部插入水槽中。空气流入文丘里管的能量损失可忽略不计，当U管压差计读数R=25mm，h=0.5m时，试求此时空气的流量为多少m3/h?

当地大气压强为101.33×103Pa。目前九十三页\总数二百六十三页\编于十二点分析：求流量Vh已知d求u直管任取一截面柏努利方程气体判断能否应用？目前九十四页\总数二百六十三页\编于十二点解：取测压处及喉颈分别为截面1-1’和截面2-2’

截面1-1’处压强：

截面2-2’处压强为：流经截面1-1’与2-2’的压强变化为：目前九十五页\总数二百六十三页\编于十二点

在截面1-1’和2-2’之间列柏努利方程式。以管道中心线作基准水平面。由于两截面无外功加入，We=0。能量损失可忽略不计Σhf=0。柏努利方程式可写为：

式中：Z1=Z2=0

P1=3335Pa（表压），P2=-4905Pa（表压）目前九十六页\总数二百六十三页\编于十二点化简得：由连续性方程有：目前九十七页\总数二百六十三页\编于十二点联立(a)、(b)两式目前九十八页\总数二百六十三页\编于十二点2）确定容器间的相对位置例：如本题附图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽中的液面维持恒定，塔内表压强为9.81×103Pa，进料量为5m3/h，连接管直径为φ38×2.5mm，料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg(不包括出口的能量损失)，试求高位槽内液面应为比塔内的进料口高出多少？目前九十九页\总数二百六十三页\编于十二点分析：

解：

取高位槽液面为截面1-1’，连接管出口内侧为截面2-2’,并以截面2-2’的中心线为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式：高位槽、管道出口两截面u、p已知求△Z柏努利方程目前一百页\总数二百六十三页\编于十二点式中：Z2=0；Z1=?

P1=0(表压)；P2=9.81×103Pa(表压）由连续性方程∵A1>>A2,We=0，∴u1<<u2,可忽略，u1≈0。将上列数值代入柏努利方程式，并整理得：目前一百零一页\总数二百六十三页\编于十二点3）确定输送设备的有效功率

例：如图所示，用泵将河水打入洗涤塔中，喷淋下来后流入下水道，已知管道内径均为0.1m，流量为84.82m3/h，水在塔前管路中流动的总摩擦损失(从管子口至喷头进入管子的阻力忽略不计)为10J/kg，喷头处的压强较塔内压强高0.02MPa，水从塔中流到下水道的阻力损失可忽略不计，泵的效率为65%，求泵所需的功率。目前一百零二页\总数二百六十三页\编于十二点目前一百零三页\总数二百六十三页\编于十二点分析：求NeNe=WeWs/η求We柏努利方程P2=?塔内压强整体流动非连续截面的选取？

解：取塔内水面为截面3-3’，下水道截面为截面4-4’，取地平面为基准水平面，在3-3’和4-4’间列柏努利方程：目前一百零四页\总数二百六十三页\编于十二点将已知数据代入柏努利方程式得：

计算塔前管路，取河水表面为1-1’截面，喷头内侧为2-2’截面，在1-1’和2-2’截面间列柏努利方程。目前一百零五页\总数二百六十三页\编于十二点式中：目前一百零六页\总数二百六十三页\编于十二点将已知数据代入柏努利方程式泵的功率：目前一百零七页\总数二百六十三页\编于十二点4)管道内流体的内压强及压强计的指示例1：如图，一管路由两部分组成，一部分管内径为40mm，另一部分管内径为80mm，流体为水。在管路中的流量为13.57m3/h，两部分管上均有一测压点，测压管之间连一个倒U型管压差计，其间充以一定量的空气。若两测压点所在截面间的摩擦损失为260mm水柱。求倒U型管压差计中水柱的高度R为多少为mm?目前一百零八页\总数二百六十三页\编于十二点分析：求R1、2两点间的压强差柏努利方程式解：取两测压点处分别为截面1-1’和截面2-2’，管道中心线为基准水平面。在截面1-1’和截面2-2’间列单位重量流体的柏努利方程。式中：z1=0，z2=0u已知目前一百零九页\总数二百六十三页\编于十二点代入柏努利方程式：目前一百一十页\总数二百六十三页\编于十二点因倒U型管中为空气，若不计空气质量，P3=P4=P目前一百一十一页\总数二百六十三页\编于十二点

例2：水在本题附图所示的虹吸管内作定态流动，管路直径没有变化，水流经管路的能量损失可以忽略不计，计算管内截面2-2’,3-3’,4-4’和5-5’处的压强，大气压强为760mmHg，图中所标注的尺寸均以mm计。分析：求P求u柏努利方程某截面的总机械能求各截面P理想流体目前一百一十二页\总数二百六十三页\编于十二点

解：在水槽水面1－1’及管出口内侧截面6－6’间列柏努利方程式，并以6－6’截面为基准水平面式中：P1=P6=0（表压）

u1≈0代入柏努利方程式目前一百一十三页\总数二百六十三页\编于十二点u6=4.43m/su2=u3=……=u6=4.43m/s取截面2-2’基准水平面,z1=3m，P1=760mmHg=101330Pa对于各截面压强的计算，仍以2-2’为基准水平面，Z2=0，Z3=3m，Z4=3.5m，Z5=3m目前一百一十四页\总数二百六十三页\编于十二点（1）截面2-2’压强（2）截面3-3’压强目前一百一十五页\总数二百六十三页\编于十二点（3）截面4-4’压强（4）截面5-5’压强

从计算结果可见：P2>P3>P4

，而P4<P5<P6，这是由于流体在管内流动时，位能和静压能相互转换的结果。目前一百一十六页\总数二百六十三页\编于十二点5）流向的判断在φ45×3mm的管路上装一文丘里管，文丘里管上游接一压强表，其读数为137.5kPa，管内水的流速u1=1.3m/s，文丘里管的喉径为10mm，文丘里管喉部一内径为15mm的玻璃管，玻璃管下端插入水池中，池内水面到管中心线的垂直距离为3m，若将水视为理想流体，试判断池中水能否被吸入管中？若能吸入，再求每小时吸入的水量为多少m3/h？目前一百一十七页\总数二百六十三页\编于十二点分析：判断流向比较总势能求P？柏努利方程

解：在管路上选1-1’和2-2’截面，并取3-3’截面为基准水平面设支管中水为静止状态。在1-1’截面和2-2’截面间列柏努利方程：目前一百一十八页\总数二百六十三页\编于十二点式中：目前一百一十九页\总数二百六十三页\编于十二点∴2-2’截面的总势能为3-3’截面的总势能为∴3-3’截面的总势能大于2-2’截面的总势能，水能被吸入管路中。

求每小时从池中吸入的水量求管中流速u柏努利方程在池面与玻璃管出口内侧间列柏努利方程式：目前一百二十页\总数二百六十三页\编于十二点式中：代入柏努利方程中：目前一百二十一页\总数二百六十三页\编于十二点

6）不稳定流动系统的计算

例：附图所示的开口贮槽内液面与排液管出口间的垂直距离hi为9m,贮槽内径D为3m，排液管的内径d0为0.04m，液体流过该系统时的能量损失可按

公式计算，式中u为流体在管内的流速，试求经4小时后贮槽内液面下降的高度。分析：不稳定流动系统瞬间柏努利方程微分物料衡算目前一百二十二页\总数二百六十三页\编于十二点解：在dθ时间内对系统作物料衡算，设F’为瞬间进料率，D’为瞬时出料率，dA’为在dθ时间内的积累量，

F’dθ－D’dθ＝dA’∵dθ时间内，槽内液面下降dh，液体在管内瞬间流速为u，上式变为：目前一百二十三页\总数二百六十三页\编于十二点

在瞬时液面1-1’与管子出口内侧截面2-2’间列柏努利方程式，并以截面2-2’为基准水平面，得：式中：目前一百二十四页\总数二百六十三页\编于十二点将（2）式代入（1）式得：两边积分：目前一百二十五页\总数二百六十三页\编于十二点

h=5.62m

∴经四小时后贮槽内液面下降高度为：

9－5.62=3.38m

目前一百二十六页\总数二百六十三页\编于十二点

本节将讨论产生能量损失的原因及管内速度分布等，以便为讨论能量损失的计算提供基础。第三节管内流体流动现象

目前一百二十七页\总数二百六十三页\编于十二点一、流体的粘度（一）牛顿粘性定律运动着的流体内部相邻两流体层间的作用力，称为流体的内摩擦力，是流体粘性的表现，又称为粘滞力或粘性摩擦力。流体流动时的内摩擦是流体阻力产生的依据。目前一百二十八页\总数二百六十三页\编于十二点

设想有两块面积很大而相距很近的平板，其间充满液体，如图所示：uFu=0

令下块板保持不动，上板以F力向右推动。此平行于平板的切向力使平板以速度u做匀速运动，两板间的液体于是分成无数薄层而运动。紧贴于上板的流体层以同一速度u流动，而以下各层速度逐渐降低，紧贴于下板表面的一薄层速度为零。目前一百二十九页\总数二百六十三页\编于十二点——牛顿粘性定律式中：速度梯度比例系数，它的值随流体的不同而不同，流体的粘性愈大，其值愈大，称为粘性系数或动力粘度，简称粘度。单位面积的切向力F/A即为流体的剪应力τ。实验证明，对大多数流体，剪应力τ服从牛顿粘性定律：目前一百三十页\总数二百六十三页\编于十二点

（二）流体的粘度

1、物理意义

由牛顿粘性定律得：物理意义：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。粘度总是与速度梯度相联系，只有在运动时才显现出来。物理本质：是分子间的引力和分子的运动与碰撞。2、粘度与温度、压强的关系a)液体的粘度随温度升高而减小，压强变化时，液体的粘度基本不变。目前一百三十一页\总数二百六十三页\编于十二点b)气体的粘度随温度升高而增大，随压强增加而增加得很少，在一般的工程计算中可以忽略，只有在极低的压强下，才需考虑压强对气体粘度的影响。3、粘度的单位在SI制中：在物理单位制中：目前一百三十二页\总数二百六十三页\编于十二点SI单位制和物理单位制粘度单位的换算关系为：4、运动粘度单位：SI制：m2/s；物理单位制：cm2/s，称为斯托克斯，用St表示。目前一百三十三页\总数二百六十三页\编于十二点（三）牛顿型流体与非牛顿型流体（1）牛顿型流体：服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体。实验表明：对气体及大多数低摩尔质量液体，属于牛顿型流体。（2）非牛顿型流体凡不遵循牛顿粘性定律的流体，称为非牛顿型流体。如血液、牙膏。目前一百三十四页\总数二百六十三页\编于十二点目前一百三十五页\总数二百六十三页\编于十二点二、流体流动类型与雷诺准数1.流体流动型态（1）雷诺实验水水平玻璃管水箱细管水溢流堰小瓶（密度与水相近）阀雷诺实验图（a）层流图（b）湍流目前一百三十六页\总数二百六十三页\编于十二点137目前一百三十七页\总数二百六十三页\编于十二点流速小时，有色流体在管内沿轴线方向成一条直线。表明：水的质点在管内都是沿着与管轴平行的方向作直线运动，各层之间没有质点的迁移。当开大阀门使水流速逐渐增大到一定数值时，有色细流便出现波动而成波浪形细线，并且不规则地波动；速度再增，细线的波动加剧，整个玻璃管中的水呈现均匀的颜色。显然，此时流体的流动状况已发生了显著的变化。

目前一百三十八页\总数二百六十三页\编于十二点流体流动状态类型过渡流：

流动类型不稳定，可能是层流，也可能是湍流，或是两者交替出现，与外界干扰情况有关。过渡流不是一种流型。湍流(turbulentflow)或紊流:

当流体在管道中流动时，流体质点除了沿着管道向前流动外，各质点的运动速度在大小和方向上都会发生变化，质点间彼此碰撞并互相混合，这种流动状态称为湍流或紊流。层流(laminarflow)或滞流(viscousflow):

当流体在管中流动时，若其质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点之间没有迁移，互不混合，整个管的流体就如一层一层的同心圆筒在平行地流动。目前一百三十九页\总数二百六十三页\编于十二点影响流体流动类型的因素：流体的流速u

；管径d；流体密度ρ；流体的粘度μ。

u、d、ρ越大，μ越小，就越容易从层流转变为湍流。上述中四个因素所组成的复合数群duρ/μ，是判断流体流动类型的准则。

这数群称为雷诺准数或雷诺数(Reynoldsnumber)，用Re表示。目前一百四十页\总数二百六十三页\编于十二点2流型的判据层流（LaminarFlow）：Re<2000；湍流（TurbulentFlow）：Re>4000；2000<Re<4000时，有时出现层流，有时出现湍流，或者是二者交替出现，为外界条件决定，称为过渡区。流型只有两种：层流和湍流。目前一百四十一页\总数二百六十三页\编于十二点雷诺准数的因次

Re数是一个无因次数群。目前一百四十二页\总数二百六十三页\编于十二点3雷诺数的物理意义质量流速单位时间通过单位截面积的动量。单位面积上流体粘性力的大小

当Re较大时，流体的惯性力大于粘性力，占主导地位，流体的湍动程度大，流体流动形态为湍流；而当Re较小时，流体的粘性力大于惯性力，占主导地位，流体的湍动程度小，流体流动状态为层流；即Re越大，流体湍动程度越大。目前一百四十三页\总数二百六十三页\编于十二点图1-16速度分布：流体流动时，管截面上质点的轴向速度沿半径的变化。流动类型不同，速度分布规律亦不同。

（一）流体在圆管中层流时的速度分布

由实验可以测得层流流动时的速度分布，如图所示。速度分布为抛物线形状；管中心的流速最大；速度向管壁的方向渐减；靠管壁的流速为零；平均速度为最大速度的一半。

三、流体在圆管内的速度分布目前一百四十四页\总数二百六十三页\编于十二点

实验证明：层流速度的抛物线分布规律要流过一段距离后才能充分发展成抛物线的形状。

当液体深入到一定距离之后，管中心的速度等于平均速度的两倍时，层流速度分布的抛物线规律才算完全形成。尚未形成层流抛物线规律的这一段，称为层流起始段。X0＝0.05dRe

X0滞流边界层目前一百四十五页\总数二百六十三页\编于十二点RurP1FP2ul1122

如图所示，流体在半径为R的水平管中作稳定流动。在流体中取一段长为l，半径为r的流体圆柱体。在水平方向作用于此圆柱体的力有两端的总压力(P1-P2)及圆柱体周围表面上的内摩擦力F。1速度分布方程式

目前一百四十六页\总数二百六十三页\编于十二点作用于圆柱体两端的总压力分别为P1＝πr2p1P2＝πr2p2

式中的p1、p2分别为左、右端面上的压强，N/m2。式中的负号表示流速沿半径增加的方向而减小。流体作层流流动时内摩擦力服从牛顿粘性定律，即目前一百四十七页\总数二百六十三页\编于十二点作用于流体圆柱体周围表面2πrl上的内摩擦力为

由于流体作等速流动，根据牛顿第二定律，这些力的合力等于零。故式中Δp——两端的压力差(p2－p1)。

即（1-36）目前一百四十八页\总数二百六十三页\编于十二点利用管壁处的边界条件，r＝R时，u＝0，可得（1-37）积分目前一百四十九页\总数二百六十三页\编于十二点

式(1-37)为流体在圆管中层流时的速度分布方程式。由此式可知，速度分布为抛物线形状。（1-37）当r=0时，最大流速为：（1-38）目前一百五十页\总数二百六十三页\编于十二点层流的速度分布与平均速度层流时管内速度分布umaxR层流时的速度分布平均速度目前一百五十一页\总数二百六十三页\编于十二点RdrruRurP1FP2l11222流量目前一百五十二页\总数二百六十三页\编于十二点——哈根-泊謖叶方程3平均流速（1-40）（1-41）（1-39）此式表明：在层流流动时，用以克服摩擦阻力的压力差与流速的一次方成正比。目前一百五十三页\总数二百六十三页\编于十二点

湍流：除沿轴向的运动外，在径向上还有瞬时脉动，从而产生漩涡。uiui’uiθθ1θ2（二）流体在圆管中湍流时的速度分布目前一百五十四页\总数二百六十三页\编于十二点湍流的速度分布与平均速度其中n=6~10，与流体的流动状态有关，Re越大，n也越大。湍流时的速度分布umax速度分布湍流的速度分布目前还没有理论推导，但有经验公式。目前一百五十五页\总数二百六十三页\编于十二点12速度分布有两个区域：

中心(较平坦);

近管壁(速度梯度很大);u壁=0.3近管壁有层流底层δ；4中间为湍流区；5u越大，层流底层越薄；；6起始段：特点：湍流滞流目前一百五十六页\总数二百六十三页\编于十二点流体作湍流流动时的剪应力

与流向垂直的脉动速度使得流体产生涡流粘性。

湍流流体内部产生的剪应力τ等于分子粘性（层流粘性）产生的剪应力τ1和涡流产生的剪应力τe之和，即目前一百五十七页\总数二百六十三页\编于十二点四、边界层及边界层脱体（1）边界层及其形成（a）（b）（c）（d）平壁上边界层的形成目前一百五十八页\总数二百六十三页\编于十二点层流边界层湍流边界层层流底层缓冲层

层流边界层与湍流边界层

管内边界层的形成及发展L0目前一百五十九页\总数二百六十三页\编于十二点（2）边界层分离倒流图1-25边界层分离示意图旋涡ABC分离点SS’由上述可知：⑴流道扩大时必造成逆压强梯度；⑵逆压强梯度容易造成边界层的分离；⑶边界层分离造成大量旋涡，大大增加机械能消耗。目前一百六十页\总数二百六十三页\编于十二点

流体对球体或圆柱体的绕流会产生边界层分离现象，形成旋涡，造成机械能损耗，表现为流体的阻力损失增大。这种阻力称为形体阻力。而流体沿管道流过因速度梯度产生剪应力所引起的流动阻力称为表皮阻力（或摩擦阻力）。若流体所经过的流道有弯曲、有突然扩大或缩小，流体流经管件、阀门等地方，同样会出现边界层分离，产生旋涡，引起能量损耗。故在流体输送中应设法避免或减轻边界层分离造成的阻力损失。但边界层分离对传热及混合，却有促进作用，有时也要加以利用。目前一百六十一页\总数二百六十三页\编于十二点162目前一百六十二页\总数二百六十三页\编于十二点163目前一百六十三页\总数二百六十三页\编于十二点164目前一百六十四页\总数二百六十三页\编于十二点165目前一百六十五页\总数二百六十三页\编于十二点

本节是在上节讨论管内流体流动现象基础上，进一步讨论柏努利方程式中能量损失的计算方法。第四节流体流动的阻力目前一百六十六页\总数二百六十三页\编于十二点组成：由管、管件、阀门以及输送机械等组成的。作用：将生产设备连接起来，担负输送任务。

当流体流经管和管件、阀门时，为克服流动阻力而消耗能量。因此，在讨论流体在管内的流动阻力时，必需对管、管件以及阀门有所了解。一、管路系统目前一百六十七页\总数二百六十三页\编于十二点阀门管子管件(弯头)输送机械(泵)麦汁一级发酵罐柱式供养器泵板式灭菌器二级发酵罐酵母分离器搅拌式多罐型啤酒连续发酵流程图菌种啤酒酵母泥目前一百六十八页\总数二百六十三页\编于十二点分类：按材料：铸铁管、钢管、特殊钢管、有色金属、塑料管及橡胶管等；按加工方法：钢管又有有缝与无缝之分；按颜色：有色金属管又可分为紫钢管、黄铜管、铅管及铝管等。表示方法：φA×B，其中A指管外径，B指管壁厚度，如φ108×4即管外径为108mm，管壁厚为4mm。1管子(pipe)目前一百六十九页\总数二百六十三页\编于十二点作用：改变管道方向(弯头);

连接支管(三通);改变管径(变形管);堵塞管道(管堵)。螺旋接头卡箍接头弯头三通变形管管件：管与管的连接部件。2管件

(pipefitting)目前一百七十页\总数二百六十三页\编于十二点截止阀

(globevalve)闸阀(gatevalve)止逆阀(checkvalve):单向阀装于管道中用以开关管路或调节流量。3阀门

(Valve)目前一百七十一页\总数二百六十三页\编于十二点截止阀(globevalve)

特点：构造较复杂。在阀体部分液体流动方向经数次改变，流动阻力较大。但这种阀门严密可靠，而且可较精确地调节流量。应用：常用于蒸汽、压缩空气及液体输送管道。若流体中含有悬浮颗粒时应避免使用。结构：依靠阀盘的上升或下降，改变阀盘与阀座的距离，以达到调节流量的目的。目前一百七十二页\总数二百六十三页\编于十二点闸阀(gatevalve)：闸板阀特点：构造简单，液体阻力小，且不易为悬浮物所堵塞，故常用于大直径管道。其缺点是闸阀阀体高；制造、检修比较困难。应用：较大直径管道的开关。结构：闸阀是利用闸板的上升或下降，以调节管路中流体的流量。目前一百七十三页\总数二百六十三页\编于十二点止逆阀(checkvalve):

单向阀特点：只允许流体单方向流动。应用：只能在单向开关的特殊情况下使用。结构：如图所示。当流体自左向右流动时，阀自动开启；如遇到有反向流动时，阀自动关闭。目前一百七十四页\总数二百六十三页\编于十二点离心泵离心风机高压风机

4输送机械(泵、风机)目前一百七十五页\总数二百六十三页\编于十二点能量损失：流体在管内从第一截面流到第二截面时，由于流体层之间或流体之间的湍流产生的内摩擦阻力，使一部分机械能转化为热能，我们把这部分机械能称为能量损失。能量损失可以通过阻力计算求得。流动阻力：流体在管路中的流动阻力可分为直管阻力和局部阻力两类。二、流体在管路中的流动阻力目前一百七十六页\总数二百六十三页\编于十二点两种阻力损失

直管阻力损失（wf）：流体流过直管造成的机械能损失称为直管阻力损失。

局部阻力损失（w’f）：流体流经管件（弯头、三通、阀门）造成的机械能损失称为局部阻力损失。直管阻力损失，J/kg局部阻力损失,J/kg直管压头损失，m局部压头损失,m直管压力降，N/m2局部压力降，N/m2目前一百七十七页\总数二百六十三页\编于十二点计算圆形直管阻力损失的通式（1）压力降——阻力损失的直观表现

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