化工流体流动0506学时课件.ppt

1、二、流体静力学方程式的应用远距离测量液位 1-调节阀 2-鼓泡观察器 3-压差计 4-吹气管 5-储漕 自管口通入氮气，用调节阀调节其流量。氮气的流速很低，在观察室有气泡缓慢溢出即可。（2）远距离测量液位二、流体静力学方程式的应用ghpa整理得gRpAbRhA压力用表压表示hRbapp液面二、流体静力学方程式的应用3.液封高度的计算控制设备内的压力不超过某设定值。液封作用安全液封防排出液封防止设备内的气体从液体管路排出。二、流体静力学方程式的应用设定pppa1ghppa221pp 整理得gph设定设设备内控制压力为设定p设定p安全液封计算二、流体静力学方程式的应用推导得gppha1设设备内的压

2、力为1p防排出液封计算1papghppa11.1 流体的物理性质第一章 流体流动1.2 流体静力学基本方程式1.3 流体流动的基本概念1.3.1 稳态与非稳态流动一、稳态流动1.稳态的概念 流体的各物理量为空间位置坐标和时间的函数),(zyxuu),(zyxTT 速度场温度场),(zyx密度场一、稳态流动 若流体的物理量仅随位置变化而不随时间变化，即为稳态过程。稳态过程的数学表达00u 稳态流动0T 稳态传热一、稳态流动2.稳态流动),(zyxuu速度场 1-进水管 2-溢流管 3-水箱 4-排水管oiuu 水位恒定 iuou21uu 各截面u不变 稳态流动流动情况示意图 二、非稳态流动),(

3、zyxuu速度场 1-进水管 2-溢流管 3-水箱 4-排水管oiuu 水位下降 iuou21uu 各截面u 减小 非稳态流动流动情况示意图 0u1.1 流体的物理性质第一章 流体流动1.2 流体静力学基本方程式1.3 流体流动的基本概念1.3.1 稳态与非稳态流动1.3.2 流量与流速一、流 量1.体积流量（体积流率）单位时间流过管道任一截面的体积量。sV定义符号单位m3/s流通截面udAdVsuAsudAV)(hV（m3/h）一、流 量2.质量流量（质量流率）sw定义符号单位kg/s单位时间流过管道任一截面的质量。ssVw质量流量与体积流量的关系二、流 速1.流速与平均流速 单位时间内流体

4、在流动方向上流过的距离，以 u 表示。AVusb平均流速管内的速度分布流速流体体积流量与流道截面积之比，以 ub 表示。u二、流 速AbudAAu1注意v 为简便起见，后面的 u 均表示平均速度。v 除特别说明，一般所给流速均指平均速度。平均速度定义式二、流 速对于圆形管道udVs24uVds4 圆形管道流量公式 圆形管道管径公式二、流 速管径的计算步骤v 选择适宜的流速 u。v 计算管径 d。v 管径圆整，核算流速。管径规格表示示例4108外径 108mm壁厚 4mm内径 100mm记为：DN100二、流 速流速的选择ud操作费用设备费用动力消耗流动阻力流速的选择见表11一般情况液体:0.5

5、2.0 m/s气体:1020 m/s二、流 速2.质量流速 G定义符号单位kg/(m2 s)单位时间流体流过管道单位截面积的质量。uAVwssuAwGs1.1 流体的物理性质第一章 流体流动1.2 流体静力学基本方程式1.3 流体流动的基本概念1.3.1 稳态与非稳态流动1.3.2 流量与流速1.3.3 流体的流动型态一、雷诺实验动画演示：雷诺实验 1-指示液瓶 2-细玻璃管 3-水箱 4-水平玻璃管 5-阀门 6-溢流装置雷诺实验装置 1.流体的流动型态 二、流动型态与雷诺数流动型态 层流（或滞流）湍流（或紊流）流体质点沿流向平行运动，无脉动混合作用。流体质点除沿流向平行运动外，各质点作不规

6、则的脉动，相互碰撞与混合。二、流动型态与雷诺数流体质点的脉动 iu 脉动速度iu 时均速度iu 瞬时速度iu211duuiiiiiuuu2.雷诺（Reynolds）数 二、流动型态与雷诺数),(duf流动型态实验表明（1）雷诺数的定义 u湍动程度d湍动程度湍动程度湍动程度二、流动型态与雷诺数 量纲为一1TMLTLMLMTLL0003duduRe定义 雷诺准数（雷诺数）二、流动型态与雷诺数（2）雷诺数的物理意义 duuuuddu/Re22sm(kg)(m/s)sm)(sm()mkg(232u惯性力二、流动型态与雷诺数dydudu黏滞力黏滞力惯性力duRe雷诺数的物理意义 雷诺数表示流体流动中惯性

7、力与黏滞力的比值。二、流动型态与雷诺数用雷诺数判断流体的流动型态。（3）雷诺数的应用 实验证明 圆形管道 层 流 过渡区2000Re 4000Re 4000Re2000 湍 流二、流动型态与雷诺数示例duduRe用管道输送某油品/sm105.825油品运动黏度管道规格m5.4159 计算维持层流流动的临界速度。由2000Re 层流m/s133.1150.0105.820005u二、流动型态与雷诺数非圆形管道udeReHerd44水力半径ArH润湿周边长流通截面积二、流动型态与雷诺数示例矩形管道 baabbaabde2)(24矩形管道内流动ab圆形套管环隙内流动)(2)(2)(412122122rrrrrrde圆形套管1r2r练 习 题 目思考题作业题:6、71.何为稳态流动与非稳态流动，如何进行判断？2.何为体积流量与质量流量，二者关系如何？3.何为平均流速，如何进行计算?4.流体流动有哪两种型态，如何进行判断？5.当量直径提出的意义是什么，如何进行计算？