第一章 流体流动 (课件）-《化工单元操作》同步教学（化学工业出版社）

第一章 流体流动 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 2 第一节 流体在管内流动形态的判断及测定 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 层流特点：流体质点是做直线运动的，不具有径向的速度。 湍流特点：流体质点除具有整体向前的流速外，还具有径向的速度，质点运动杂乱。 1. 层流与湍流 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 回答：1.小瓶的有色液起什么作用？ 2.流体的流动形态有几种？什么特点？。 2. 雷诺实验 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 层流（滞流） 湍流（紊流） 2. 雷诺实验 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 d――管内直径，m u――流速，m/s ρ――流体的密度，kg/m3 μ――流体的粘度，Pa·s 1.无因次的量――特征数 2. Re<2000 层流 Re>4000 湍流 Re=2000-4000 过渡流 3. 流动形态的判定——雷诺数Re 流体流动形态主要与流体的密度、黏度、流速和管径等有关。 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 层流内层与流动主体 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 层流速度分布 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 10 第二节 流体内部机械能变化的观察及测定 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 如在装满水的杯子戳个洞，会产生怎样现象？为什么？ 1. 伯努利方程 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 1）位能 位能＝mgz 单位：J 流体因处于地球重力场内而具有的能量。 2） 动能 动能 单位：J 流体以一定速度运动时而具有的能量。 z:流体距基准水平面的距离 流动流体所具有的机械能 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 3）静压能 静压能 单位：J 流体因为具有一定的静压力而具有的能量。 处于相对静止状态下的流体，由于本身的重力或其他外力的作用，在流体内部及流体与容器壁面之间存在着垂直于接触面的作用力。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 3）位能、动能、静压能的关系 ——都是机械能，可以互相转换。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 1）根据能量守恒定律 位能1+动能1+静压能1+外加功 = 伯努利方程 输入流动系统的能量 = 输出流动系统的能量 （稳定流动） 位能2+动能2+静压能2+能量损失 对于1kg流体，符号表示： (W:外加功；∑Ef:能量损失) 伯努利方程 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 2）压头 位压头，动压头，静压头， 外加压头，损失压头 ——以1N流体为基准，计量流体的各种能量，将其称为压头。单位m。 对于1N流体： (H:外加压头；∑Hf:损失压头) 伯努利方程 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 3）理想流体的伯努利方程 位能1+动能1+静压能1 = 理想流体：无黏性，无内摩擦力，无能量损失 位能2+动能2+静压能2 对于1kg流体，符号表示： u1 u2 u2 u1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 速度式流量计 压差式流量计、转子流量计、涡轮流量计等 容积式流量计 椭圆齿轮流量计、活塞式流量计等 质量流量计 量热式、角动量式、陀螺式、科里奥利力式等 2. 流量计 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 （1）测量原理及节流装置 流体流经节流装置，流速提高、静压减小，在节流装置的前后就产生一定的压差，根据节流压差与流量的关系就能求出流量值。 核心部件是节流装置，包括节流元件、取压机构和前、后管段。 节流元件有孔板、喷嘴和文氏管，已标准化。 孔板节流元件用的最多。 高压型 压差式流量计 1 1.3流体内部机械能变化的观察及测定 Ⅰ 节流装置的安装方向，齿尖平面一定要迎着来流，倒坡面背着来流，不能装错。 Ⅱ 孔板的锐边要尖锐，圆角rk≤0.004d。（Ⅰ、Ⅱ