流体力学泵与风机考试复习课件

流体力学，

泵与风机1

研究流体的运动和平衡规律，以及流体与固体之间相互作用的一门科学。换句话说，流体力学的主要任务是研究流体与物体之间的相互作用，以及流体在静止或运动时所遵循的基本规律。流体力学：2目录1.流体的物理性质2.流体的机械能守恒3.流动阻力及管路特性曲线4.流体机械的分类和结构5.流体压力的测量3(1)粘性

(2)可压缩性

(3)易流动性（即受剪切力作用可产生变形）1.流体的基本物理性质

41.1流体作为连续介质的假设

在研究宏观的流体流动时不考虑流体分子之间的间隙，而将流体看作是由无数流体质点连续地、无空隙地充满的介质。51.2流体的压力，密度压力：流体垂直作用于单位面积上的力称为流体的静压力，简称压力P（Pa）。其表达式：P=F/A单位：Pa(1Pa=1N/m2)单位换算：1MPa=106Pa1bar=0.1Mpa1mmH2O=0.918Pa1atm=1.0133*105Pa6压力流体的性质（1）流体压力的方向总是于作用面垂直，并指向作用面（2）静止流体内部任意点处的流体静压力在各方向上是相等的。7流体的密度:流体的密度指单位体积流体的质量。密度随流体种类、压力而变化。流体的比体积—流体密度的倒数称为比容。81.3压缩性与膨胀性流体的压缩性：流体受到压缩体积就要变小的特性。在一般工程中，通常把气体作为可压缩流体来处理。

流体的膨胀性：物体具有热胀冷缩的性质，流体也不例外，称为流体的膨胀性。

91.4流体的粘性μ为比例系数，通常称作动力粘度，是个物性系数，与流体的种类、温度有关。

两板间的流体速度u呈线性分布

10牛顿内摩擦定律单位面积的摩擦阻力：牛顿内摩擦定律：单位面积的摩擦力与速度梯度成正比，其比例系数为μ。

11粘性流体实际流体均具有粘性，即μ≠0，所以实际流体又称为粘性流体。μ＝0的流体则称为理想流体。

静止流体，粘性表现不出来，所以对流体力学而言，静止流体既可作为理想流体，也可作为粘性流体。

122征流体宴力学批基础流动丑的几折个基呀本概副念层流摸与紊陶流管内话流速浸分布流体炸动力萌学基畅本方星程132.蚊1积流体盐流动摄的几图个基饼本概蕉念迹线言—御—膜某一避流体咱质点活在一裙段时填间内啊运动袄的轨劳迹。流线―流帮线是洪一条竖空间惨曲线角，在责某一怨瞬时舌，此凯曲线贫上每款一点沿的速度矢量雕总是墨在该份点与荐此曲州线相滩切。14流线弃：在定掏常流蝇动条棕件下咸，任陶意一会流体培质点枯总有拐自己缴确定惜的轨峡迹，流线忌不能飞相交，因疑为在琴同一跌瞬时漂，同堪一空灵间点浇上不塑可能逼有几轰个流挖动方皂向。定常晋流动陆时，美流线技与迹扭线重瞒合，晚且流炕线形穿状及搁位置茎始终过不变厦。而制在非帽定常拜流动胳时，袭流线么要随纳时间渐变化丈。15有效喉截面记:若截识面与首流束咱中每老一流睁线都磁正交犯，此爷截面休称为晃有效闷截面篮。对不形同的料截面胖，有铸效截袭面可允以如诉图选李取。16流量胶——露单位幕时间指通过葛有效阶截面观的流注体量销。体积不流量须m3午/s重量乎流量款N/徒s质量栽流量砍kg径/s172.朋2悦流体祥的机爬械能渗守恒机械愉能：由葬流体亭的位励置、饰压力宇和运伤动所闸决定盆的位甚能、明压力献能和悄动能灰。位能剃：m群gz压力替能：遵mp赤/动能财：m彩v2/2比机笔械能：1照kg赏流体级所具龄有的那位能巨、压虎力能嘱和动着能的顾总和护。比位避能：牵gz比压棉力能涂：p脸/比动弊能：押v2/218流体腾的机分械能馒守恒静止完流体耻和运淡动流野体都往遵循女能量董的守厘恒原趟理，衡用一脊个统遗一的仓关系弱式进赏行描伞述。位置磨1流涛体比轮机械碧能=位置叛2流全体比罩机械木能+铺1和塑2间诱比能些量损搞失19理想忌流体殊的伯骑努利方方程如果贩质量解力仅过仅是保重力睡f=或mgz为单哭位重价量流勒体具巡寿有的揪位势诵能，蜂又称避位置穿高度扩或位置静水头；为单栏位重管量流亏体具旧有的胀压强希势能盐，又佛称压港强高养度或压强盗水头；为单遥位重架量流益体具紧有的慨动能沸，又舌称速淡度水买头或动压姐头。20整个策流场臣所有正各点哭的总恒机械帜能为怠一常即数。能量肯方程遇中，压强势标准律要一撑致。21流体洋中总知水头夏线是邻沿程驶下降腹的，俊而测取压管武水头华线可灰沿程伤上升槽、下适降或使不变牺。222.危3腔流体敲动力腐学基股本方仁程（1雷）亦流体岗流动拥的连墙续性上方程茫：流入龙控制萄面的寻流体毒质量＝流出役控制干面的址流体构质量23（2筹）能许量方奔程理想盘流体待的伯避努利屠方程粘性玩流体区总流峡的伯国努利真方程流体卫力学拴的基绒本方向程：连续恳性方钓程伯努起利方窑程24粘性那流体尤总流牛的伯慢努利确方程对于孙粘性考流体叛，由雕于存栋在摩掀擦阻喊力，绘耗掉渴了流莫体的妨部分阵机械临能，答所以库总机球械能剑逐步名减少俯。粘性腥流体雅管流睬，测割压管卡水头裁线沿辫程的现变化拿可能泡上升文，下尝降，末或保斥持不匆变。25流体他流动胃基本摧方程平的应第用求流纺速求压泉力同时蒜求流朱速和糖压力263冠流康动阻项力及廉管路缘瑞特性谱曲线流态魄的判棕断流动酿阻力管路言特性馒曲线273.斤1忽层流缸与紊也流:28流动顽状态蜡的判耐定雷诺待数敲Re：反繁映惯着性力由与粘务性力快的对峰比关叹系临界陵雷诺曾数鹿Re层流湍流293.其2热管内视流速接分布一般汉情况歼下，臭某一洪截面颜（例拾如：林管内皮流动丛的某孝一截沫面）慎的流州体速集度分覆布并陕非线驻性函系数，偏而是糟曲线批分布稿。30圆管捧内的勒速度胁分布工程骑计算罪中,劲使用雷界面穿平均酿速度矮v。对于蒜圆管宇内的锡层流报流动奏：对于主圆管嘱内的歇湍流齐流动旱：313.盏3厦管路宪能量坐损失粘性跑流体研沿管能道流心动的垄总流吨伯努胀里方碌程为hw是划粘性姻流体猾从截骗面1劈燕流到惹截面茧2处因，单壳位重客量流乒体所盲损失殊的能仍量，晓它等贿于所有浮沿程跟损失爷和局舞部损亦失之揉和，即蜓：32沿程连损失hf是在其每段阔缓变掏流区诞域内纯单位六重量舞流体狡沿流铁程的能量恶损失。λ为沿程棍损失矿系数，它放与流仙体的徒粘度悬，流柴速、椅管道态内径并和管援壁粗政糙度叠等因黄素有阻关，半是一添个无括量纲吗系数泻，除复层流厅流动母外，屑一般塔需要红由试卵验确诞定。33局部钢损失局部扎损失hj是当雁管道街中因退截面劳面积链或流忧动方挑向的烧改变漂所引较起的草流动鸽急剧肢变化代时，气单位浙重量呈流体贷的能亏量损状失，摘通常骡表示国为式中谢称为殃局部缩慧损失易系数现，也混是一适个无旺量纲吧系数花，根饮据引职起流司动的阅各种昨管件询，由洞试验冷来确下定。34总损伤失总损戴失hw等于价各段见沿程值损失很hf和局份部损羞失hj之和哭。若求摸沿程眉损失hf和局酿部损拔失hj，就到必须君确定畏沿程绘损失醉系数λ和局伍部损浩失系扭数聚。353.泄4潮圆管纹中的不层流搁流动圆管墙中层状流流勺动过袜流断要面上饼的流拳速分巩布为照旋转攀抛物仪面，每流速忽分布允：圆管巨中层笋流流分动沿调程压届强损北失与热速度暂的一怖次方动成正铸比。娘沿程辞能量译损失旁，简工称沿刮程损竭失为过：36非圆泥截面功管路饰沿程集损失立的计抗算非圆侍截面帜管道啊的沿知程损昨失，当量鲁直径雾则定占义为困：A—过忘水截乳面面筑积；x—湿途周；R—水手力半额径。37非圆额截面误管道对充泽满流垃体的弊矩形韵截面胃管道充满种流体市的环露形截显面管忍道充满撑流体何的管犯束（段流动少为垂裙直于晒纸面驾方向杨的纵其掠）。383.赚5惰管路年中的果局部咸损失当流伶体流钻过阀祖门、练变截拜面管暑道（垫例如志管道叠截面店突然丘扩大驱和缩卡小）奖、弯劈燕管等障管件阵时，议由于栽流动馆状态猛急剧附变化楚，流诵体质势点之址间发惹生碰伸撞、年产生猾旋涡刻等原馆因，镰在管晨件附腥近的液局部摔范围乎内产迅生的美能量抗损失箩，称岂为局享部损械失或做局部讯阻力驴。39局部杂损失管道业截面丝式突然壤扩大40弯管弯管究也是皇管路残系统候中的阳常用坛管件浴，弯甜管可纪引起脏另外改一种喉典型搂的局浪部损响失，肤但弯鄙管只充改变该流体供的流姥动方竿向，阻不改饿变平吹均流桂速的永大小热。弯管辩的局闪部阻耀力主漆要包默括两究部份呈：（乒1）叛旋涡幸损失而；（薪2）仰二次茧流损妨失。41减小炸局部上损失求的措老施1.搁管道里进口投：尽裳量将珍管道飞的进句口加迎工成置圆滑收的进防口，禾实验耻证明师，圆召滑的携进口田可减屿少局疫部损敢失系足数9询0%次以上携。422．士弯管避免郊在弯纱管的绕内外湿侧产首生较杠大的混旋涡颜区，快又可君减小声二次另流的闹范围副。433．霜三通为减慕小流叉体流翅过三愉通的和局部推损失想，可削在总导管中沿安装武合流屯板与桌分流势板，带如下割图所谨示。亭或者躬尽可筹能地政减小酬支管精与合槽流管旋之间宇的夹锡角。44减少闲局部殃损失冷的方母法：主要己思想初：尽量样将管蠢件转摔角加吃工成述圆角登，使圣突然终扩大腐和突舅然缩烈小改质变成煤逐渐妖扩大极与逐痰渐缩唉小，满并选贷择最爽佳的巧扩散胞角。赌并尽胡量使朽管件格的边敏壁接位近流身线型为，以陕避免狂旋涡计的产糊生。453.立6冰管路丽计算因为耗管路之系统淹的能限量损昨失，船包括追沿程辣损失亩和局诵部损父失两轧种，毁通常盖根据群这两旬种能舞量损锣失在迷总能湾量损田失中发所占绞比例服的大候小而攀将管史道分介为长管柿与短尸管。按结叮构形组式分费：管忌径及钩流量袄沿程守没有必发生音变化蔽的管朽路，仔为简乌单管向路；乎而管擦径及贞流量苍沿程帜没有樱发生束变化桶的为豆复杂和管路爬；46所谓项长管仍即计触算管缴路总袭能量驴损失斩时，狼以沿程码损失摆为主，速迟度水巡寿头与筋局部恐损失昆之和色小于元沿程边损失摘的5咱%，疮即所谓屑短管智即局立部损音失和朴速度快水头欣之和切占总碎能量鱼损失伴中相岛当大天的一呜部分亚。47用于纳管路续计算悬的公颗式也板有三则个，愿即：（1爹）连或续方简程（2制）伯钉努利争方程其中E为管姓路系涛统的矮外加仰能量纤，例洞如管耻路中器串联喜一台裤泵，炮则E为泵倡的扬亿程。48（3弃）管设路能味量损香失公贴式49简单围管路简单垮管路炼就是羊管路具直径滑不变尾，没撞有支嫌管分誓出的箱管路晴。在诊简单雀管路怨中流践速沿链流程救不变。50复杂处管路躬：阿串联纷管路所谓茂串联咸管路势即由党几段茎不同零管径蒜的简模单管续路串郊联而梦成。串联土管路壤有以烦下两趁个特自点：（1客）串联虽管路舅的总各能量叉损失兵等于泻各简扑单管宪路的菊能量的损失确之和愤。即：51（2煤）串顾联管颜路的藏总流售量沿鸽流程查不变52再由营连续胸方程53求流召量Q农：54例题弯：已知急各管铃长度蔽，沿就程损稀失，亮局部驴损失白值，糕但各缎段速滤度未柔知，乎求下畜面串占联管拌路内族的管骄内流搁量取两采个参垮考面歪：举水箱绍水平日面，造出口饺面；据此卷写伯送努利走方程揉：（1难)3+马0+撑0=通0+龄0+55再由兆连续斩方程啦：（2友）求出代入掀式（蜓2）粗，求傍得具丹体的珍h1-柳3将h1-纯3代入贿式(母1)斯求盲出v厌2,冒v1流量饺：Q=无A1恼V1V1=56并联区管路几条协简单晃管路延或串判联管夏路的极入口卡端与额出口察端分壁别连境接在沙一起牲，这扔样的殿管路迹就称龙为并惠联管莫路。57（1箱）并间联管恐路中宵各支陈管的能量滔损失相等梦。并权联管贪路各姻支管监上的阻力蚀损失剑相等各支赤管的忘能量悄损失勤相等，仅顷表示拔流过宅各支认管单葱位重适量流那体的只能量否损失医相等谜，而焦通过蚀各支涌管的被流量俗可能监不同悼。58（2详）并历联管李路的乳总流罪量等使于各穷支管检分流敏量之剃和。K称为洒流量烧模数他，它趋综合革反映夹了管毁道断仅面形侵状、生尺寸疫以及川管壁冷粗糙尚度对停输水罢能力诱的影接响。尽显然蚂，流渐量模介数K与流记量Q具有械相同邻的量水纲。59利用绿这三雁个公怖式，泻即可祝解决即并联旅管路狐中流天量分趟配，漫水头女计算望以及箩管径暮选择姜等问持题。60关于膀管路挖阻抗给Sh由于婚并联诊管路荐，总赴流量留为分础流量液相加毕，而叶各管骄路能敬量损维失相租等，饮则可版推到酿出：并联皆管路总的佛阻抗馅平方像根倒效数等够于各爹支路条阻抗找平方谋根倒驾数之袜和。613.刺7斯分支地管路炭——钳管网（1踏）枝盲状管杜网：淹所谓笛枝状蒜管网旺，即丙由干苦管与寻支管慕组成颠的管消路系昌统。茂干管路将总柿流量文分配且至每眨个支响管。吼支管疗末端库，互愤不相鱼接，啊如图霉所示卵。62枝状隙管网承的计叉算，编主要但是确堆定各冤管段潮的直径以及猛管网币的水头检损失，在仁此基掏础上烈，确固定H，再樱选择颂水泵会，或来确定昨水塔饮高度骑。63（2宾）环状川管网所谓耽环状胜管网炭，即帜是由评若干甜管道国相互额连接铲组成培的一声些环芽形回山路，毛而从淡每一菌个节架点流靠出的鄙流量祸可分轨别来俭自不列同的衰环形趋回路纠，如窑下图瓜所示对。643.勾7管燥路特常性曲罗线管路估特性后曲线：取表示值流体巾通过棍某一友特定命管路团所需李要的旧压头际与流吵量的荣关系附。65管路光特性纷曲线醋方程①曲驰线在蝇H轴彻上截殿距；猫管路袭所需螺最小章外加旋压头垒；②高头阻管置路，底曲线天较陡丝式；低魄阻管芦路曲跟线较炉平缓扭。③管妻路特惠性曲农线的徐形状障有管高路布绢局和购流量乞等条伤件来灵确定般，而萄与离斤心泵倒的性既能无咬关。664.蛙流体玻机械侵的分粒类和阵结构以流继体为益工作辟介质轰来转塞换能润量的放机械招。按能狮量转为换分男类：原动页机是将竞流体调的能蜜量转散变为酱机械活能，毛用来向输出府轴功哭率。朱如汽翠轮机腰、燃厚气轮姓机、吉水轮悲机等精。工作鸣机是将项机械俘能转妈变为浸流体团的能改量，歪用来示改变婚流体澡的状忙态(提高君流体盆的压挪力、刚使流率体分奸离等)与输钩送流萌体。辆如压欺缩机卡、泵马、分龟离机幼等。67泵泵是测把原槽动机柄的机待械能棚转换本为液赶体的话能量劲的机愈器。原动绪机（蠢电动屡机、铺柴油等机等适）通并过泵工轴带兼动叶载轮旋遇转，辞对液霸体作右功，香使其女能量踢（包季括位们能、罪压能部和动妇能）杯增加锡，从培而使其液体偷输送射到高劫处或芒要求储有压猫力的副地方谷。68（1哈）按啄工作隐原理避分：69（2基）按扰压力塌分70叶片延式泵吗与风扯机的热基本奇理论讨论番泵与闸风机显的原剃理和橡性能痰，就守是要尤：研究棋流体级在泵通与风丛机内据的流鼻动规常律，床从而拦找出鱼流体亦流动输与各角过流剩部件绞几何纯形状档之间禽的关法系，确定捉适宜哈的流舍道形拣状，践以便唤获得浩符合脏要求余的水典力（田气动倍）性闸能。7172流体格在叶谈轮内急的流效动分旋析73离心像式泵屿的工摄作原诵理离心导式泵龙与风壳机的构主要图工作岛部件钟是叶蜻轮。众当原讯动机越带动牛叶轮殿旋转惕时，仿叶轮仅中的蓝叶片塑迫使缓流体羊旋转茶，即萍叶片逐对流效体沿贷它的刷运动半方向败作功秩，从联而使爬流体律的压搁力势艺能和胀动能举增加千。同晓时，美流体盟在惯垂性力舰的作暖用下滋，从影中心遗向叶集轮边蚀缘流领去并械以很尺高的万速度核流出贱叶轮比进入侵压出骂室（框导叶慨或蜗察壳）危，再扩经扩纷散管饰排出猪，这佛个过皂程称锦为压图水（臭气）水过程伯。由侧于叶赠轮中筋心的然流体集流向谎边缘掉，在梳叶轮唉中心逗形成座低压酷区，您当它侧具有榜足够怀的真镰空时辞，在以吸入陕端压婚强的框作用常下，园流体责经吸咳入室议进入菊叶轮津，这竭个过帆程称它为吸悔水（晶气）脑过程造。由冤于叶约轮连掉续地鸽旋转煌，流吐体也丧就连桐续地骨排出狗、吸展入，明形成妻离心蹄式泵微与风骂机的绞连续牺工作信。747576（2圣）轴山流式挥泵与振风机爷的工颗作原疤理流体瓦沿轴坡向流蕉入叶棒片通豪道，赶当叶荐轮在念原动传机驱督动下拾旋转头时，贪旋转遍着的仗叶片湖给绕澡流流逢体一赶个轴橡向的蜡推力鹊（根锅据流疯体力徒学可抽知，彩流体来对叶菜片作隆用有怀一个橡升力秩，同偏时根钩据作山用力吊与反杨作用幅力相嫂等的稠原理钓，叶新片也隶作用坡给流赖体一忍个与腔升力盏大小配相等希方向迷相反公的力恩，即床这一各推力疮），终此叶延片的透推力裕对流坏体作菌功，郊使流档体的选能量看增加宾并沿昌轴向由排出探。叶渗轮连痛续旋售转即去形成绑轴流僵式泵朋与风寻机的蛋连续门工作滥。77翼型雹和叶烂栅的记概念轴流轿泵与烫风机具的叶除轮理棋论78轴流淡式泵午与风弱机特点殊：流量第大，循扬程芒低，幻玉流体仅轴向盒流入核，轴雹向流哀出；结构免简单盆，重兽量相艺对较芬轻，淘叶片丘角度梁可调由，变抢工况病特性队良好用场纯：大型扇制冷喊系统害的送肃引风枪机，升循环帐水泵79轴流零式泵须与风见机适用络范围倦：工作确范围鼻很窄胆，适沾合于萍能头服变化主大时愉，要拦求流围量变伍化不恐大的招场合阳。80（3奸）泵与浮风机公的总陪效率泵与孟风机副的总艇效率单等于动有效灯功率仅和轴慈功率龙之比广。泵低与风尊机的挤总效亮率h等于烫机械情效率hm、骂容积钉效率hV和流程动效邪率hh三柿者的另乘积逆。818283机械争损失焦：由泵含轴与大轴承姑之间龄、泵弓轴与畏填料变之间危、叶库轮盖灰板外疼表面崖与液盈体之悟间长恶生的朝摩擦厨而引丘起的么能量是损失钞。容积查损失酬：泵泄斩露造粒成的请损失恼。水力柏损失兼：流体狮在流牢经流丽体机身械时响，由擦于粘开性而浊与通烂道产如生的飘摩擦钓损失蛇，以烛及在绞局部葬地区驶由于飞流动志情况闲突变训而产女生的唱局部阻阻力夺。84目前波，离封心式房诚泵的喉总效仍率视结其大米小、亩结构折形式跳的不粮同约句在0治.4墨5-隙0.辅92排之间骡；离壳心风摇机的黎总效淘率约语在0组.5俘-0跨.9冷3之洲间；轴流换泵总凡效率倡约为象0.能74育-0叶.9灰8；达轴流贴风机课的总竖效率割约为庙0.鸦5-安0.鼓9。8586泵与董风机矩的性若能曲骑线离五心供式芬清盒水砌泵型号闹：I登S6笔5-岁50是-1润60享转摆速：希29反00蝴r/抱mi筐n流量逆：2泳5m3/h才效率兽：6尝6％扬程溪：3逐2m诊电机辫功率正：4幼kW允许剥吸上量真空挑高度策：7暗m窃重听量：趟40北kg出厂苏编号别：赖出厂宝：碎年家月弹日87管路作特性载曲线马及工检作点泵与移风机蠢的性违能曲方线，每只能摘说明苍泵与落风机片自身涉的性扎能，瞎但泵欠与风笑机在辛管路渔中工帜作时膜，不上仅取奇决于锹其本西身的据，而蜂且还姥取决阅于管或路系零统的堤性能丸，即甘管路交特性娘曲线