化工原理 第三版 ppt课件.ppt

1 概述1.1 流体流动的考察方法1.1.1 连续性假定 固体力学：考察对象-单个固体，离散介质。 流体力学：考察对象-无数质点，连续介质。 例如点压强的考察 p (正压力/面积),第1章 流体流动,质点含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸、远大于分子平均自由程。可能性：1mm3常温常压气体含2.51015个分子， 分子平均自由程为0.1m量级。连续性假定流体是由无数质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占空间的连续介质。目的：可用微积分来描述流体的各种参数。,1.1.2 考察方法拉格朗日法选定流体质点，跟踪观察，描述 运动参数。 欧拉法选定空间位置，考察流体运动参数。 轨线与流线(录像)的区别：轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线；流线是同一瞬时不同流体质点的速度方向连线。系统与控制体的区别系统（封闭系统） 为众多流体质点的集合，是用拉格朗日法考察流体。 控制体（某固定空间） 如化工设备，是用欧拉法考察流体。 本门课程通常用欧拉法。定态流动流动参数仅随空间变化，而与时间无关。,1.1.3 流体受力体积力 作用于体积中的各个部位，力的大小与体积（质量）有关。如：重力，惯性力，离心力。表面力 分解成：垂直于作用面，压力 p ； 平行于作用面，剪切力。,1.1.4 流体黏性 (录像)黏性的物理本质：分子间引力和分子热运动、碰撞。牛顿黏性定律剪应力N/m2（Pa），粘度 Ns/m2（Pas ）表明流体受剪切力必运动。 牛顿型流体与非牛顿型流体的区别。 =f(温度，压强) ，压强不高，可以忽略。 对液体，温度升高，黏度下降（内聚力为主）对气体，温度升高，黏度上升（热运动为主）理想流体: 假定=0,说明： （1）流体剪应力与法向速度梯度成正比，与正压力无关；（不同于固体表面的摩擦力）（2）当流体静止时du/dy=0, =0；（3）相邻流体层的流速，只能是连续变化的，紧靠静止 固体壁面处的流体流速为0。 黏度的单位较早的手册常用泊（达因秒/厘米2）或厘泊 1cP（厘泊）0.001 Pas（水的黏度1cP，20度） 有时也用/，称运动黏度，单位m2/s。 黏度又称动力黏度。,1.1.5 流体流动的机械能 为单位质量流体的动能 gz 为单位质量流体的位能 为单位质量流体的压强能,1.2 流体静力学1.2.1 静止流体的压强分布1.2.1.1 静压强的特性,任意界面上只受到大小相等方向相反的压力。作用于任意点不同方位的静压强数值相等。压强各向传递 。,1.2.1.2 取控制体作力衡算,同样 ,1.2.1.3 结合本过程特点解微分方程重力场得 X=0, Y=0, Z=-g因 , ,则积分得 p+gz=常数 或等高等压，等压面,讨论： 1）p2=p1+g h 适用条件：静止流体，重力场，不可压缩流体 2）如上底面取在容器的液面上，其压力为p0 下底面取在容器的任意面上，其压力为p 则p =p0+g h 3）当p1有变化时，p2也发生同样大小的变化。 p还与， h有关 p hp 4）等压面在静止的、连续的、同一流体内，处 于同一水平面上各点的压强相等。,分析方法（数学分析法）取控制体作力衡算结合本过程的特点，解微分方程1.2.1.4 静力学方程应用条件同种流体且不可压缩(气体高差不大时仍可用)静止(或等速直线流动的横截面-均匀流)重力场单连通1.2.2 流体的总势能 总势能 （压强能与位能之和） 虚拟压强,1.2.3 压强的表示方法1.2.3.1 单位 N/m2=Pa 106Pa=1MPa 流体柱高度 ( p=gh ) 1 atm=1.013105Pa=760mmHg=10.33mH2O 1 bar=105Pa 1 at=1kg(f)/cm2=9.81104Pa1.2.3.2 基准 表压=绝对压-大气压 真空度=大气压-绝对压,表压,真空度,绝对零压,大气压,绝对压,绝对压,1.2.4 静力学方程的工程应用1.2.4.1 测压已知：R=180mm, h=500mm求：pA=? (绝压)，(表压),解：pB=pa+汞gR pB=pA+水gh pA=pa+汞gR-水gh =1.013105+136009.810.18-10009.810.5 =1.204105Pa(绝压)pA=1.204105-1.013105=1.91104Pa(表压),1.2.4.2 烟囱拔烟 pA=p2+冷gh pB=p2+热gh 由于冷热,则pApB 所以拔风烟囱拔风的必要条件是什么？,1.2.4.3 浮力的本质物体上下所受压强不同取微元： 压差力=(p2-p1)dA=ghdA=gdV排 V排=dV排,1.2.4.4 液封设备中压力要保持，液体要排出，须用液封。,1.2.4.5 流向判别 接通后流向？流水的有无静力学流水的多少动力学判据:看z大小，还是p大小？同一水平高度比压强p左=pA+gzA=PAp右=pB+gzB=PB,本次讲课习题：第一章 1，2，3，5，6，7, 8,流线演示： 返回,流体黏性： 返回,1.3 流体流动中的守恒原理1.3.1 质量守恒1）流量、流速 流量质量流量qm， kg/s （qv） 体积流量qv， m3/s 流速质量流速G， kg/m2s（ qm /A） 体积流速u， m/s （ qv /A）2）点速度u 圆管：粘性，速度分布 工程处理方法：平均值,3）平均速度 平均值的选取应当按其目的采用相应的平均方法 平均流速按照流量相等的原则，即 平均流速只在流量与实际 的速度分布是等效的，并 不代表其他方面也等效。 如平均动能。,4）质量守恒方程（连续性方程） 取控制体作物料衡算（欧拉法）,气体密度计算标准状态下：换算：质量流速 不随温度压力变化,1.3.2 机械能守恒1）沿轨线的机械能守恒 理想流体：=0 运动时，只受质量力和压强力的作用,上述伯努利方程方程采用拉格朗日考查推导。定态条件：流线与轨线重合，故伯努利方程 对单根流线也适合。理想流体管流的机械能守恒均匀流段（各流线都是平行的直线并与截面垂）： 同一截面上各点的总势能 P /相等（图1-12）理想流体：同一截面上各点的流速u相等 所以，伯努利方程对管流也适用,实际流体管流的机械能衡算 与理想流体的差别 0，u=f(r)流动时为克服摩擦力要消耗机械能，机械能不守恒；均匀流段上，截面上各点的动能u2/2不等，工程上用平均动能代替之。平均的原则：截面上总动能相等。动能因子在工业上常见的速度分布1，动能项可用平均流速。,柏努利方程的应用条件：（1）重力场，定态流动，不可压缩的 理想流体沿轨线满流。（2）无外加机械能或机械能输出。1.3.2.2 推广到工程上可用形式沿轨线-沿流线 定态：流线与轨线重合 u、p等参数与时间无关沿流线-沿流管 截面处均匀流 （没有加速度） 截面处流速均匀分布平均速度速度分布 引入理想流体黏性损失 引入hf,关于加速度：点1有当地加速度、有迁移加速度点2只有当地加速度点3有迁移加速度点4没有加速度,均匀流段均匀分布,得机械能衡算式：1.3.2.3 应用时注意 u1A1=u2A2+u3A3,应用时注意 (录像),应用时注意阀开、阀关,1.3.2.4 工程应用(1)测风量由1-1至2-2排方程 压差计：可得：,(2)虹吸 从1-1至2-2排方程,(3)马利奥特容器 求水面在a-a面以上时的放水速度：由a-a面至出口小孔截面2-2排方程这时的流动条件是定态的实际:,机械能衡算式导出步骤： 简化 将问题先简化到可分析的状况，得理论解。 修正 逐一解决与实际的差距，使结果可工程应用。应用时应注意的问题： 看是否符合应用条件（连续流，满流） 画示意图 截面选取 均匀流，已知量最多，大截面u=0,真空吸料现要将30的乙醇输送到高位槽， ,管子 ,流量0.004m3/s。有人建议抽真空，使料液吸上。忽略hf 。求：p=?,解：从1-2排柏努利方程 =5520Pa(绝),根据物化知识 30 pV=10700Pa,拟定态处理已知：D=1m, d=40mm, h=0.5m求：放完水所需时间,解：从1至2截面排柏努利方程任一瞬时 对桶内液体作质量衡算 输入+生成=输出+积累,问题：1.行使的列车旁，人为什么不能靠得太近？2.飞机的升力如何来的？3.旋转的乒乓球为什么走弧线？4.穿堂风是什么？（空气对流原理）5.山上的瀑布是如何形成的？,本次讲课习题：第一章 11，12，13，14，15，16,柏努利演示 返回,弯头压力分布 返回,1.3.3 动量守恒牛顿第二定律可写成：Ft=(mu)取单位时间计： F=(qmu)=出qmu-进qmu单进单出：FX=qm(u2x-u1x)Fy=qm(u2y-u1y)Fz=qm(u2z-u1z)条件：定态流动， 管截面上速度均匀分布,工程应用：（1）流量分配 取一节作分析忽略壁面摩擦阻力，按x方向动量守恒式因支管流水， ，所以， (录像),（2）压力射流根据动量守恒，压力射流的小孔流速是多少？解：划虚线控制体，按水平方向列动量守恒式这样 ，得按实用形式，得 C0=0.7,（3）提升高度已知：喷射量 qVj=0.02m3/s, d=0.035m 提升量 qVs=0.03m3/s, D=0.18m求：H=?,解：忽略壁面摩擦力，假定速度分布均匀从23排动量守恒方程(p3=pa),从12截面排柏努利方程,（4）水龙反冲力已知：D=90mm, d=30mm, pmax=150kPa(表)求：最大理论喷射高度h; 水龙反冲力的大小, 方向。,解：由12截面排柏努利方程 z0,最大理论喷射高度即为出口动能完全转化成位能取控制体作动量守恒计算方向：顶住水龙,不让它向后退,机械能守恒定律和动量守恒定律的关系 都是从牛顿第二定律出发，反映流体流动各运动参数变化规律。要解决有关流体力学问题时：1）当机械能耗损无法确定，控制体内的各作用 力可以确定，则用动量守恒定律。2）当控制体内的各作用力难于确定，机械能耗 损可以确定，则用机械能守恒定律。3）最终要用试验来验证关系式。,1.4 流体流动的内部结构1.4.1 流动的型态对于水平直管人们发现两种规律：雷诺实验表明存在两种流动类型(录像)判断依据：雷诺数,p,u,雷诺实验,通过雷诺实验可见两种流型层流和湍流 层流：层间互不掺混（分子扩散）,分层流动， 微团 不交换湍流：微团随机脉动 层间掺混（漩涡传递）漩涡传递分子传递 几个数量级,流型的判据：雷诺数Re 定义：Re=du/ 无量纲的数群 物理意义：惯性力/黏性力 判据（对管流）： Re4000，一般为湍流，为湍流区。 严格讲上述判据是稳定性的判据， Re2000时，干扰出现流动偏离层流，干扰消失，又恢复为层流。层流是稳定的。 定态性指运动参数与时间的关系； 稳定性指系统对外界干扰的反应。,1.4.2 湍流的基本特征1.4.2.1 时均速度和脉动速度 速度=时均速度+脉动速度1.4.2.2 湍流的强度和尺度 湍流：主体流动+各种大小、强弱的旋涡,湍流强度 或湍流尺度两点间的相关系数两点间的距离为 y1.4.2.3 湍流黏度与流动状况有关，与物性无关。,层流和湍流的区别 层流 湍流(1)(2) (3)无微团作径向运动 有微团作径向运动(4)层流层从中心到管壁 层流内层附壁(5),(6) hf与 无关 hf与 有关(7)(8) 传热、传质慢 传热、传质快层流和湍流的本质区别: 是否存在速度、压强的脉动性,1.4.3 边界层及边界层脱体1.4.3.1 边界层 实际流体0，壁面无滑脱边界层流动流体受固体壁面阻滞而造成 速度梯度的区域。,入口段阻力大、传热、传质快1.4.3.2 边界层脱体 流体绕过 圆柱的流动边界层脱体的后果：(1)产生大量的旋涡；(2)造成较大能量损失。,边界层脱体的条件:(1)逆压强梯度；(2)外层动量来不及传入。如：平板不会发生脱体（无倒压区）流线型物体也不发生脱体（尾部收缩缓慢，动量来得及传入） (录像),本次讲课习题：第一章 1721,分配节 返回,雷诺实验 返回,边界层脱体 返回,问题：用高位槽向反应器内送水， Z至少多大？ 若厂房高度限于8m以内，不用泵，应该 如何设计管路？,问题：用高位槽向反应器内送水， Z至少多大？ 若厂房高度限于8m以内，不用泵，应该 如何设计管路？,问题：中试实验装置中有一真空管道，管内流动着液体，若要取样，该怎么取？,问题：中试实验装置中有一真空管道，管内流动着液体，若要取样，该怎么取？,1.4.4 圆管内流体运动的数学描述数学描述方法：取控制体（微分控制体或积分控制体）。作力（热量、质量）衡算。结合本过程的特征方程（如 ）解方程。将结果整理成所需要的形式 。,1.4.4.1 取控制体作力衡算 (p1-p2)r2-r2lgsin-2rl=0 lsin=z2-z1得，(P1-P2)r =2l或 与流体性质、流动类型无关。,1.4.4.2 层流速度分布层流条件下： 特征方程 边界条件 r=R 处 u=0积分得由 ，得湍流条件下：由于的困难而无法解析解。实测后归纳成 n=f(Re),1.5 阻力损失1.5.1 两种阻力损失 根本原因黏性划分：直管阻力损失（沿程阻力损失） 局部阻力损失（管件、阀件的阻力损失）1.5.1.1 直管阻力损失 影响因素：物性因素， 设备因素 d, l, 操作因素 u机械能衡算直管，u1=u2，,1.5.1.2 泊谡叶方程层流时，已得得 又称泊谡叶方程 应用条件：牛顿流体 层流状态 圆直管速度分布稳定段（非入口 段）。层流直管阻力也可写成,1.5.2 湍流直管阻力损失实验研究方法: 基本要求：由小见大，由此及彼量纲分析指导下的实验研究方法的主要步骤：(1)析因实验找出主要影响因素 hf= f (d, l, u,)(2)无量纲化减少工作量量纲分析法的基本依据：物理方程的量纲一致性力学范围内基本量纲。 质量M，长度L，时间T其它量纲均为导出量纲，如密度ML-3。,f(hf, d, l,u,)=0选 d, u,为基本变量，将 hf, l, ,无量纲化(3)实验并数据处理因 ,习惯用 表示速度头，则记摩擦系数以不同的Re(方便地调节u)，不同的人工粗糙管,以水或空气就可做实验。,1.5.3 摩擦系数1.5.3.1 莫迪图层流时，管内全部为层流，与/d无关;湍流时，层流内层厚度，,水力光滑管,与Re有关,与/d无关,与Re、/d都有关,完全湍流粗糙管,与Re无关,与/d有关。同一根管子，可以既是光滑管，又是粗糙管。,查Re=3105, /d=0.0005时的=0.018,查Re=104, /d=0.0001时的=0.03。,1.5.3.2 直管阻力损失的统一表达式 层流时： 湍流时： 把64/Re代入就是泊谡叶方程，,1.5.3.3 非圆形直管阻力损失 用当量直径de这里de仅用于 和速度u为实际平均速度，而,1.5.4 局部阻力损失管件阀件处流道变化大，多发生边界层脱体, 产生大量旋涡，消耗了机械能。录像 录像 录像,局部阻力计算式工程上取 ，阻力系数 或 ，le当量长度实测的和le已成图表，供设计使用。注意:两种方法并不一致，都有近似； 计算所取速度要看图表规定。阻力的单位有三种： 损失压降 Pa=N/m2 损失能量 J/kg 损失压头 J/N=m,查截止阀全开, 接管内径d=100mm时的当量长度le,查管道出口损失值,工程计算(一)水平管输油在250kPa的压差下输送=800kg/m3, =0.1Pas的油品，管长l+le =10km, 管内径d=300mm。求: 流量为多少m3/s？解：画简图，从1至2排机械能守恒式,因较大，可先设Re2000， 层流验原设成立，计算有效,工程计算(二)高位槽送液由一高位槽向搅拌反应器送料，料液性质同20的水，流量1.3L/s, 镀锌铁管423mm, 管长10m，90弯头4个，闸阀(全开)1个。试求：Z应为多少m。,解：查90弯头=0.75,闸阀全开=0.17,出口=1取=0.2mm,/d =0.0056,查=0.033。由高位槽液面至反应器液面作机械能衡算,两个工程计算的不同特点：已知设备状况，求生产能力(输送能力) 操作型问题已知生产能力要求，求设备状况 设计型问题,理想流体：=0，hf=0实际流体：0，hf0所以: 产生流动阻力的内因：流体的粘性 产生流动阻力的外因：流体流动注意： 直管阻力损失应与固体表面间的摩擦损失区别， 流体流动的直管阻力损失发生在流体内部。比较： 层流 完全湍流 f（Re） f（/d） hf正比于u hf正比于u2 hf反比于d4 hf反比于d5 （流量不变）,本次讲课习题：第一章 22， 24，25，26,三通 返回,弯头 返回,阀门 返回,平均、当量、有效值观点：平均、当量、有效值只能针对一个目标， 对其它目标多少有所失真。 1,1.6 管路计算1.6.1 变量分析1.6.1.1 变量质量守恒式机械能衡算式摩擦系数计算式,其中物性参数 、 已知 设备参数 l、d、 、 操作参数 qV、u、P1、P2 中间变量 9个变量，需给定6个，求其它3个按计算目的可分为 设计型计算: 给定 qV、 P2、l、 、 选择 最优 u (原则？) 求 P1 、d 操作型计算: 给定 d、P1 (或qV)、P2 、l、 、 ， 求 qV(或P1),1.6.1.2 阻力损失管路流量关系 结论：管路状况一定，qV,hf hf (P )一定, ,qV qV一定, ,hf 图中，,则hfAB_, pA_,pB_,为什么若水流方向相反呢，,则hfAB_,pA_,pB_,结论： 阀门关小，上游压强上升， 下游压强下降，压差增大 阀门开大，上游压强下降， 下游压强上升，压差减小判断1：B不变，A，h1_,h2_,(h1-h2)_；A不变，B，h1_,h2_,(h1-h2)_,判断2：以下说法是否正确阀门调节流量是由于改变了管道的截面;任何管路，流量qV必有hf ;阀关小， 中, u,而hf 的变化 无法判断。,判断3：发生了什么问题？如何判断上游、下游？如何判断泄漏与阻塞？判断4： 1, qV_,qV1_, qV2_,qV3_,分支管路 阀门A开度，qV2, PO, qVO, qV1。（qV2qV1）讨论：两种极端情况1）总管阻力可忽略，支管阻力为主； 支管A阻力变化，对其他管影响不大； 城市供水，供气按该情况设计。2）总管阻力为主，支管阻力可忽略； 总管流量不随支管阻力的影响，仅改变支管的流量 分配。,PA,P2,P1,qV2,qV1,qV0,A,B,O,汇合管路 阀门开度，po， qV1，qV2下降（qV2qV1） 阀门开度继续减小道某 程度， qV20； 阀门再减小，管路成分支管路； 阀门关闭，管路成联通器。,P1,P2,P3,qV2,qV1,qV3,O,设计型计算已知条件：管长L，管材，管件，需液点P2， 设计要求qV。求：最佳管径d，供液点P1。上述命题还少一个变量，通常需由设计者确定流速u。 在已知qV的条件下，由于流速同时影响管径d（设备费用）和阻力损失（能耗，操作费用），因此必须确定一个经济流速。 表13是常用流体的经济流速。 水及一般液体13m/s 气体 8, 815，1525m/s 易燃 低压 高压,u,费用,总费用,操作费用,设备费用,1.6.2 简单管路计算层流状态下 为显函数，可直接求解湍流状态下 为隐函数，常要试差求解 常可先设在阻力平方区，再根据计算所得Re修正。,1.6.2.1 串联管路计算方程特点：hf总=hf1+hf2+hf3 qV=qV1=qV2=qV3注意各段阻力计算的 u、l、d、的不同,1.6.2.2 复杂管路计算 并联管路计算分流或合流时，有能量的损失和交换，有时0对于长管，三通处的阻力相对很小可忽略方程特点： qV总=qV1+qV2 注意hf不要重复计算,工程计算(一) 原有一长输油管路, 直径d1=1m, 流量为qV1,现为了增加输油量的50%, 在原来的长管旁并接一根直径为d2的长管。已知油在原管道中为层流。求：d2=?,解： hf 1=hf 2,qV2qV1,则 d2d1,u2u1, Re2Re1,小管中也为层流 或,得 ，,工程计算(二)已知：泵提供给流体的能量he=150J/kg, lAB=20m, lBC=20m, lBD=30m(均已含le), dAB=38mm，dBC=25mm，dBD=25mm，各管=0.025。求：qVC, qVD(m3/s),解：从B点至C点, 机械能衡算从B点至D点, 机械能衡算由于zC=zD, pC=pD=pa得由得 uC=1.21uD ，dC=dD, qVC=1.21qVD,qV=qVC+qVD=2.21qVD从0点至D点, 机械能衡算和代回衡算式，得 150=69.81+(2.5+6.43)107q2VD得 qVD=1.0110-3 m3/s qVC=1.21qVD=1.2210-3 m3/s,1.6.2.3 分支与汇合管路计算P1P2P3 有三个式子,当P2=P3时，相当于并联管路,1.6.2.4 阻力控制问题(瓶颈问题)总管阻力为主时，增加分支，qV总几乎不变。支管阻力为主时，增加分支，qV分支互不干扰。,已知：dB=dC, B=C, lClB, B=C探索： 如何均布?,由0点至两管口截面列机械能衡算式当B, C同时增加时，uB/uC1如：dB=dC=30mm, lC=3m, lB=1m, B=C=0.025当B=C=0.17时， uB/uC=1.35当B=C =25时， uB/uC=1.03, 代价-能量消耗,1.6.3 可压缩气体的管路计算 特殊性：为p的函数机械能衡算式：简化：气体位能很小，可忽略； 等温流动或温差不大。 沿直管不变，也不变得 m为pm=(p1+p2)/2下的密度,工程计算(三) 用d=300mm, l=90km的管道输送5000kg/h的煤气，该煤气在标准态下密度0=0.62kg/m3，管道=0.016，管中煤气温度恒定在18, 起点压强600kPa(绝)。求：管道末端煤气压强为多少kPa(绝) ？,解：质量流速,迭代求得 p2=188kPa(绝),管2的流向看P2与P0大小 ,进0点为正，出0点为负,当P2=P3时，相当于并联管路,1.6.2.4 阻力控制问题(瓶颈问题)总管阻力为主时，增加分支，qV总几乎不变。支管阻力为主时，增加分支，qV分支互不干扰。,流体均布问题,已知：dB=dC, B=C, lClB, B=C探索： 如何均布?,由0点至两管口截面列机械能衡算式当B, C同时增加时，uB/uC1如：dB=dC=30mm, lC=3m, lB=1m, B=C=0.025当B=C=0.17时， uB/uC=1.35当B=C =25时， uB/uC=1.03, 代价-能量消耗,1.6.3 可压缩气体的管路计算 特殊性：为p的函数机械能衡算式：简化：气体位能很小，可忽略； 等温流动或温差不大。 沿直管不变，也不变得 m为pm=(p1+p2)/2下的密度,工程计算(三) 用d=300mm, l=90km的管道输送5000kg/h的煤气，该煤气在标准态下密度0=0.62kg/m3，管道=0.016，管中煤气温度恒定在18, 起点压强600kPa(绝)。求：管道末端煤气压强为多少kPa(绝) ？,解：质量流速,迭代求得 p2=188kPa(绝),本次讲课习题：第一章 27，28, 29, 30, 31,1.7 流速和流量的测量1.7.1 皮托管 沿流线从1至2排 柏努利方程 u2=0 根据h1, h2的指示可算出点速度,一般皮托管测定的管中心的最大速度。安装要求：1）安置在速度稳定段，前后要有12d以上 的直管距离；2）皮托管的管口垂直流动方向；3）皮托管直径小于管径的1/50。,1.7.2 孔板流量计分析处理方法：(1)先作=0处理(2)再考虑的影响由1至2截面作能量衡算质量守恒 A1u1=A2u2整理后,(3)考虑的影响；A2难以实测，用A0计,流量系数C0的数值只能由实验测得。C0取决于雷诺数Red，面积比m，测压方式，孔口形状，加工光洁度，孔板厚度等。对于标准的孔板和角接测量。 C0f（Red，m） 见图152，Red是以管径计算的雷诺数。 孔板流量计应安装在水平直管中，前后分布要有1540d和5d的直管。 从图151可见，孔板流量计的阻力损失很大。 孔板的孔径要合适，d0，hf，R； d0，hf，R。 所以要选择合适的面积比m。,C0=f(Red,m), m=A0/A1,文丘里流量计孔板特点：结构简单，阻力损失较大(录像)文丘里特点：阻力损失较小，造价较高(录像),工程计算(一) 标准孔板已知：孔径d0, 管径d1, 物性, i，读数R求：流量qV解：,1.7.3 转子流量计转子力平衡：(p1-p2)Af=Vf f g由1-2能量守恒式： 重力 = 浮力 + 动压差力,转子流量计的特点：恒流速、恒压差刻度换算：出厂标准： 液体 气体,若改变转子材料，刻度也要换算,工程计算(三)刻度换算 用转子流量计计量乙醇流量，已知： ， ，测量范围内CR为常数，现读数为5 m3/h，实际流量为多少？解：出厂标定,流量计比较 皮托管：测得点速度，流量须计算 孔板流量计：测得锐孔平均速度， A0恒定, u0变化, p变化, 不易阻塞 转子流量计：测得的流量读数需换算 p恒定, u0恒定, A0变化, 易阻塞,其它流量计介绍 弯管流量计 阻力流量计 狭缝流量计 旋涡流量计,1.8 非牛顿流体的流动1.8.1 非牛顿流体的基本特性本构方程 du/dy关系表观黏度,剪切稀化现象(录像) 增加, 降低幂律流体塑性流体(录像) 具有屈服应力y黏弹性流体 现象：爬杆效应(录像) ， 挤出胀大(录像) ，无管虹吸(录像) 依时性时间增加， 变化 (录像),1.8.2 非牛顿流体的层流流动阻力损失圆管中幂律流体流动层流范宁摩擦因子,1.8.3 非牛顿流体的湍流流动与减阻现象湍流湍流减阻现象,本次讲课习题：第一章 32，33，34，35，36,孔板 返回,文丘里 返回,剪切稀化 返回,塑性流体 返回,爬杆效应 返回,挤出胀大 返回,无管虹吸 返回,依时性 返回,