流体力学公式及分析

流体力学密度ρ:单位体积流体所具有的质量。SI单位：kg/m3液体密度：主要影响因素为温度和压力。压力的影响较小，通常可忽略。温度升高，密度减小。气体密度：在工程中，低压、高温下的真实气体可近视为理想气体。气体密度随温度、压力的变化有明显的改变。压力升高，密度增大；温度升高，密度减小。压强p：流体垂直作用在单位面积上的力。SI单位：Pa或N/m21atm＝101.3kPa＝760mmHg＝10.33mH2O＝1.033at＝1.033kgf/cm21bar＝105Pa表压＝绝压－大气压真空度＝大气压－绝压★当压力用表压或真空度表示时，需注明。例如：20kPa（表压）流体静力学基本方程式：等压面概念：在静止、连续的同一种流体内部，处在同一水平面上的各点的压力均相等。（即静压强仅与垂直高度有关，而与水平位置无关。）传递定律：同一种流体内部，如果一点的压力发生变化，则其他各点的压力将发生同样大小和方向的变化。可以改写成即液柱高度可以用来表示静压强大小，但须注明是何种液体。在静止、连续的同一种流体内部，任一截面的压力仅与其所处的深度有关，而与底面积无关。方程是以不可压缩流体推导出来的，对于可压缩性的气体，只适用于压强变化不大的情况。（±20%）流量：单位时间内流过管道任一截面的流体量。体积流量:流量用体积来计量，一般用Q表示；SI单位：m3/s质量流量:流量用质量来计量，用WS表示；SI单位：kg/s流速：单位时间内流体在流动方向上流过的距离，称为平均流速。以u表示，SI单位：m/s。质量流速：单位时间内流体流过管道单位面积的质量流量，SI单位：kg/(m2.S)。稳定流动：流动系统中流体的流速、压强、密度等有关物理量仅随位置而改变，而不随时间而改变。稳定流动的质量守恒（连续性方程）对于不可压缩流体：稳定流动的能量守恒（伯努利方程）衡算基准：1kg流体单位：J/kg衡算基准：1N流体单位：m液柱流体阻力产生原因产生原因内因外因粘性流动状况管路管件阀门粘度μ（动力粘度）：SI单位：Pa·s1Pa·s＝10P（泊）＝1000cP（厘泊）运动粘度：SI单位：m2/s1m2/s＝104沲＝106流动类型的判断Re<2000，层流Re>4000，湍流直管阻力单位质量管内流动时流体损失能量：（J/kg）其中为摩擦系数，与雷诺数与管子粗糙度有关。层流时，湍流时，，完全湍流时，通常为常数局部阻力（J/kg）阻力的表现形式——压强降Δ单位体积管内流动时流体损失能量离心泵气缚在启动泵前没有灌满被输送液体或在运转过程中渗入了空气，因气体的密度远小于液体，产生的离心力小，无法把空气甩出去，导致叶轮中心所形成的真空度小，不足以将液体吸入泵内，尽管此时叶轮在不停地旋转，却由于离心泵不能吸液（空转）而无法输送液体，这种现象就称为“气缚”。汽蚀当叶轮中心处的压力小于或等于被输送液体当前温度下的饱和蒸汽压时，叶轮进口处的液体会出现大量气泡，这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而凝结，致使气泡所在空间形成真空，周围液体质点以极大速度冲向气泡中心，造成冲击点上有瞬间局部击压力，从而使叶轮等部分很快损坏，这种现象就叫“汽蚀”。防止汽蚀的措施降低输送液体的温度降低饱和蒸汽压减小吸上高度增大入口压力变净正吸入为灌注吸入采用粗而光滑的吸管减小吸入管阻力减少管路附件关小排出阀降低流量降低泵的转速分析以下几种情况，哪一种更容易发生汽蚀？夏季与冬季夏季流量大与小大泵安装得高与低高吸入管路的长与短长吸入液面的高与低低主要性能参数流量Q：离心泵的送液能力，是指单位时间内泵所输送的液体体积。m3/h或m3/s泵的流量取决于泵的结构尺寸(主要为叶轮的直径与叶片的宽度)和转速等。操作时，泵实际所能输送的液体量还与管路阻力及所需压力有关。扬程H：泵的压头，是指单体重量流体经泵所获得的能量。m液柱泵的扬程大小取决于泵的结构(如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等)、转速。目前对泵的压头尚不能从理论上作出精确的计算，一般用实验方法测定。功率单位：W效率ŋ离心泵的特性曲线H-Q曲线：离心泵的压头在较大流量范围内随流量的增大而减小。不同型号的离心泵，H-Q曲线的形状有所不同。N-Q曲线：离心泵的轴功率随流量的增大而增大，当流量Q＝0时，泵轴消耗的功率最小。因此离心泵启动时应关闭出口阀门，使启动功率最小，以保护电机。η-Q曲线：开始泵的效率随流量的增大而增大，达到一最大值后，又随流量的增加而下降。这说明离心泵在一定转速下有一最高效率点，该点称为离心泵的设计点。一般离心泵出厂时铭牌上标注的性能参数均为最高效率点下之值。高效率区通常为最高效率的92％左右的区域。离心泵特性曲线图的意义:在一定流量下，在最高效率范围内选择合适的离心泵扬程和轴功率。影响离心泵特性的因素液体的密度功率随密度增大而增加液体的粘度粘度增大，流量、压头减小，效率下降，轴功率增大离心泵的转速离心泵的叶轮直径例题常压储槽内盛有石油产品，密度为760kg/m3。现用65Y-60B型油泵将此石油制品以15m3/h的流量送往表压为177kPa的设备内。输送管路管径为φ57×2mm。储槽液面