项目一-流体输送-任务四-流体阻力-（课件）《化工单元操作》（化工版第三版）同步精品课堂

流体阻力 课程：《化工单元操作》 主编： 冷 士 良 出版：化学工业出版社 同步精品课堂 AI 职 教 zhijiao.xkw.com 1 理解 理解并掌握 了解 掌握 流体阻力产生的原因 流体阻力的计算原则 流体的流动形态 减少流体阻力的相关措施 新课引入 课内练习 课内小结 知识回顾 新课讲授 师生互动 学习目标 2 1.连续性方程的表达式与意义 2.伯努利方程的表达与意义 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 新课讲授 师生互动 知识回顾 管道中的流体流动时有没有阻力？如何解决？ 1.问题思考 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 新课引入 4 目录 CONTENTS 流体流动 形态 流体阻力 计算原则 01 02 03 流体阻力 产生原因 教学重点 教学难点 03 流体阻力 减少措施 5 01 流体阻力产生原因 1.1流体流动｜阻力产生 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 流体 黏性 流动 边界条件 流体 流动形态 02 流体流动形态 实验表明：流体在管道中的流动状态可分为两种类型：层流、湍流 2.1流动形态｜雷诺实验 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 9 流体在管中流动时，若其质点始终沿着与管轴平行的方向作直线运动，质点之间互不混合，这种流动状态称为层流。 流体在管中流动时，若其质点除了沿管道向前运动外，各质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，于是质点间彼此碰撞并互相混合，这种流动状态称为湍流。 如何区分这两种流体？ 2.2流动形态｜两种形态 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 层流 湍流 10 雷诺准数Re 是由四种影响流体流动类型的因素所组成的复合数群，是判断流体流动类型的准则，其量纲为1，即 2.3流动形态｜判断依据 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 当 Re ≤ 2000 时，流动类型为层流 当 Re ≥ 4000 时，流动类型为湍流 当 2000 < Re < 4000 时，流动类型为湍流或层流 雷诺准数 类型判断 11 速度分布为抛物线形状，管中心的流速最大，向管壁的方向渐减，靠管壁的流速为零，平均速度为最大速度的一半。 速率分布方程 最大流速 平均流速 层流时平均流速为管中心处最大流速的一半 2.4流动形态｜层流分布 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 12 管截面的平均速度约为管中心最大流速的0.82 左右。即 2.2流动形态｜湍流分布 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 层流底层：由于流体具有粘性，邻近管壁处的流体受管壁处流体层的约束作用，其流速不大，仍保持一层作层流流动的流体薄层，这就是层流底层。 管内流体的流速愈大，中间部分湍流程度就愈强，层流底层就愈薄。 流体粘度愈大，层流底层就愈厚。 13 03 流体阻力计算原则 由管、管件、阀门以及输送机械等组成。 组成：铸铁管、钢管、特殊钢管、有色金属管、塑料管和橡胶管等。 表达：管径常以 Φ A×B表示，A表示外径，B表示壁厚。内径＝A-2B 指管与管的连接部件，主要用来改变管道方向、连接支管、改变管径及堵塞管道等。 常用的管件有：90/45弯头、90方弯头、三通、活接头等。 阀门装于管道中用以调节流量，常见的有截止阀、闸阀、止逆阀、球阀。 3.1流动阻力｜管路系统 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 管路系统 管件 阀门 管子 15 流体在管内从一个截面流到另一个截面，由于流体层之间的分子动量传递而产生的内摩擦阻力，或由于流体之间的湍流动量传递而引起的摩擦阻力，使一部分机械能转化为热能，这部分机械能称为能量损失。 流体流经等直径的直管时，动能不变，故能量损失为： 对于水平管道： 第五节 流体流动的阻力 3.2流动阻力｜能量损失 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 概念 表达 16 3.3流动阻力｜直管阻力 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 流体流经一定直径的直管时所产生的阻力。 概念 表达 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 3.4流动阻力｜局部阻力 流体流经管件、阀门及进出口时，由于受到局部障碍所产生的阻力。 概念 表达 局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法，即阻力系数法和当量长度法。 由于局部阻力所引起的机械能损失为： ① 管截面突然扩大时(A1→A2)： ② 管截面突然缩小时(A1→A2)： 管道→容器、管道→大气： 容器→管道： 将流体流过管件或阀门所产生的局部阻力损失，折合成流体流过长度为le的直管的阻力损失。 局部阻力损失 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 3.4流动阻力｜局部阻力 阻力系数法 当量长度法 19 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 3.5流动阻力｜总阻力 流体流经管件、阀门及进出口时，由于受到局部障碍所产生的阻力。 管路系统的总阻力损失（即总机械能损失） 直管阻力损失 所有管件、阀门等的局部阻力损失 概念 内容 计算 20 04 流体阻力减少措施 ② 尽量减少管件、阀件 尽量避免管路直径的突变 ① 满足工艺前提下 尽可能减短管路 ③ 在可能的情况下 可以适当放大管径 ④ 在介质中加人某些药物 减少介质对管壁腐独和杂物沉积 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 4.1阻力减少｜相关措施 流体阻力 减少措施 流体流动的阻力产生的根本原因是什么？ 新课引入 课内练习 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 湍流​ 层流 过度流 急流 A B C D 1.当流体在管道中流动时，雷诺数小于 2000，此时流体的流态为（ ）。 新课引入 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 课内练习 摩擦阻力​ 压差阻力​ 诱导阻力​ 干扰阻力 A B C D 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 2.流体的黏性导致的阻力属于( )。 新课引入 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 课内练习 不变​ 增大 变小 先增大，后减小 A B C D 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 3.增大流体的流速，流体阻力一般会( )。 新课引入 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 课内练习 汽车在平直公路上匀速行驶​ ​ 飞机在空中飞行时需要不断消耗燃料​ 静止的物体在水平面上保持静止​ 自由下落的物体加速下落 A B C D 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 4.下列哪种现象主要是由流体阻力引起的？( ) 。 新课引入 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 课内练习 雷诺数较小​ 雷诺数很大​ 圆柱体表面很粗糙​ 流体黏度很小 A B C D 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 5.当流体绕流圆柱体时，在( ) 情况下，圆柱体所受的流体阻力较小。 新课引入 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 课内练习 温度 颜色 气味 透明度 A B C D 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 1.关于拆卸列管式换热器的说法错误的是（ ） 6.对于在空气中运动的物体，空气的( )会影响其受到的流体阻力 。 新课引入 课内小结 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 课内练习 1.流体阻力的产生原因。 2.流体阻力的类型与计算原则。 教学重点 教学难点 3.减少流体阻力的相关措施。 新课引入 学习目标 知识回顾 新课讲授 师生互动 课内练习 课内小结 感谢各位聆听 课程：《化工单元操作》 主编： 冷 士 良 出版：化学工业出版社 同步精品课堂 AI 职 教 zhijiao.xkw.com 31 $$