第12章流体流动

流体流动及其输送流体的特点：流动性；形状随容器；受力内部产生相对运动。流体的连续性假设：

将流体视为无数流体微团（含大量分子）组成的的连续介质，可无限分割；流体微团远小于设备的宏观尺寸，远大于分子自由程，不失流体的宏观特性（压强、密度、速度等）；流体的作用力表面力:流体体积表面上作用的力：切向力（粘滞力）；法向力（压力）特点:接触作用，大小与接触面积成正比。质量力（体积力）:作用于流体全部质点上的力。重力；离心力；惯性力。特点：非接触力，大小与流体质量成正比。压力的特点：1）方向为作用面的内法向方向（垂直作用面）；2）大小与作用面的方向无关；3）大小与流体种类及其在流场中的位置有关。牛顿粘性定律剪应力Pa

动力粘度，简称粘度,Pa.s速度分布直圆管内流体的流动时的速度分布层流 湍流层流内层实际流体流动的机械能衡算式:位头静压头有效头动压头压力头损失（速度头）lossinheadPe=Weqm柏努利方程条件：（1）理想流体，没有阻力，无外功加入（2）稳态（3）不可压缩流体或(P1-P2)/P1<20%***与体系是否同外界进行热交换无关。柏努利方程的几种表达形式p1+ρgz1+ρu12/2=p2+ρgz2+ρu12/2m=J/N,J/kgf静压头位头动压头kinetichead（速度头）流体静力学方程1)方程的适用条件：适用于重力场，静止的，连续的，不可的压缩流体;对于可压缩流体，仅适用于压力变化不大的埸合，当存在几种不互溶的流体时，应分段应用静力方程静力学方程的几种不同形式的意义P1+ρgZ1=P2+ρgZ2m=J/N,J/kgf以上均表示单位流体所具有的能量，表明各种能之间的可转化性。压头位头PressureHeadPotentialHead连续性方程ContinuityEqu.

实际流体流动的机械能衡算式:位头静压头有效头动压头压力头损失（速度头）lossinheadPe=Weqm范宁公式

局部阻力求法:当量长度法；局部阻力系数法。不同情况的局部阻力当量长度和阻力系数见有关资料p46

系统的总阻力等于系统各部分阻力及局部阻力的总和。计算依据：（1）

连续性方程；（2）

机械能衡算方程；（3）

阻力损失计算。实际流体流动的机械能衡算式:位头静压头有效头动压头压力头损失（速度头）lossinheadPe=WeqmPumpingequipmentforliquidsTwomainforms:ThepositivedisplacementtypeCentrifugalpumps液体输送设备------泵；气体输送设备------机；PumpingequipmentforliquidsReciprocatingpump(往复泵）Thepistonpump(活塞泵）Theplungerorrampump（柱塞泵）Thediaphragmpump（隔膜泵）Themeteringpump（计量泵）Positivedisplacement

rotarypump（旋转泵）Thegearpump（齿轮泵）,Thescrewpump（螺杆泵）FactorsinfluencethechoiceofpumpThequantityofliquidtobehandledTheheadagainstwhichtheliquidistobepumpedThenatureoftheliquidtobepumpedviscosityfrictionlossespowerrequiredcorrosivethematerialofconstructionThenatureofthepowersupplyelectricmotor,internalcombustionengineorsteamengineIntermittentorcontinuousCost(capecity)离心泵特性曲线灌泵(气缚)应封闭启动在高效区工作92%叶轮直径和转速对特性曲线的影响

离心泵的气蚀现象指泵入口距吸入液面间的垂直距离Z过大，泵入口P下降低于Ps时，液体气化，进入高压区，破碎冷凝消失，产生局部真空，周围液体以极大的速度冲向凝聚处，冲击压力大至几百个大气压，冲击频率高，损失叶轮，称为离心泵的汽蚀现象。（空蚀）发生气蚀时的特征振动，噪声，流量，压头下降，效率下降，离心泵不能正常操作。管路特性曲线

a:低阻管路b:高阻管路离心泵的工作点

(Dutypoint)

离心泵工作点的调整（流量调节）

a．节流调节（阀门调节）:HD-HB

b.

调节离心泵转速或改变叶轮直径往复泵的特性正位移特性（容积泵）其流量取决于位移，活塞面积,频率与压头无关。理论上离心泵压头可达任意高。实际上受泵体强度限制，同时也受泵原动