2)何谓牛顿型流体和非牛顿型流体写出牛顿粘性定律。
说明式中各项的意义和单位。
牛顿粘性定律(A)牛顿粘性定律的表达式为
,该式应用条件为牛顿型__流体作滞流流动。
3)流型的比较:
①质点运动方式:
滞(层)流:
沿轴向作直线运动,不存在横向混合和质点碰撞
湍(紊)流:
不规则杂乱运动,质点碰撞和剧烈混合。
脉动是湍流的基本特点
②速度分布,层流:
抛物线型,平均速度为最大速度的倍;
湍流:
碰撞和混和使速度平均化。
③阻力,层流:
粘度内摩擦力,湍流:
粘度内摩擦力+湍流切应力。
练习:
滞流和湍流的本质区别是()
A.湍流流速大于滞流流速B.滞流时Re数小于湍流时Re数
C.流道截面大时为湍流,截面小的为滞流D.滞流无径向脉动,而湍流有径向脉动
6.总摩擦阻力损失=直管阻力+局部阻力
直管阻力是流体流经一定直径的直管时,所产生的阻力。
局部阻力是流体流经管件、阀门及进出口时,受到局部障碍所产生的阻力。
(流速和流向变)
阻力的表达方式:
机械能损失、压头损失、压强降
练习:
流体在管路两截面间的压强差ΔP与压强降ΔPf相等的条件是。
[答:
只有当流体在一段无外功的水平等径管内流动时,两者在数值上才相等。
]
1)直管阻力损失hf
范宁公式(层流、湍流均适用).
层流:
哈根—泊稷叶公式(了解)。
湍流区(非阻力平方区):
;高度湍流区(阻力平方区):
,具体的定性关系参见摩擦因数图,并定量分析hf与u之间的关系。
推广到非圆型管
注:
不能用de来计算截面积、流速等物理量。
2)局部阻力损失hf`①阻力系数法,
②当量长度法,
注意:
截面取管出口内外侧,对动能项及出口阻力损失项的计算有所不同。
当管径不变时,
全面考虑:
不丢、不能多
流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能减小。
流体在等径管中作稳定流动流体由于流动而有摩擦阻力损失,流体的流速沿管长不变。
流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的静压能项。
完全湍流(阻力平方区)时,粗糙管的摩擦系数数值只取决于相对粗糙度。
水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小时,水流量将减小,摩擦系数增大,管道总阻力不变。
练习:
(A)如果管内流体流量增大一倍后,仍处于层流状态,则阻力损失增大到原来的___倍;流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的___。
(B)当Re为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=___,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与___、___有关。
(C)当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.5m.s-1时,其雷诺准数Re为___其摩擦阻力系数λ为___.
(D)流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数λ与____和____有关;若其作完全湍流(阻力平方区),则λ仅与____有关。
7.(了解)
并联管路:
1、
2、
各支路阻力损失相等。
即并联管路的特点是:
(1)并联管段的压强降相等;
(2)主管流量等于并联的各管段流量之和;(3)并联各管段中管子长、直径小的管段通过的流量小。
分支管路:
1、
2、分支点处至各支管终了时的总机械能和能量损失之和相等。
8.柏式在流量测量中的运用(特点)
1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。
2、孔板流量计为定截面变压差流量计,用来测量管道中流体的流量。
随着Re增大其孔流系数C0先减小,后保持为定值。
3、转子流量计为定压差变截面流量计。
注意:
转子流量计的校正。
练习:
测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将不变。
P61-64作业1-101-171-19、201-32
离心泵–––––基本概念与基本原理
1.简述离心泵的工作原理及主要部件。
离心泵的叶轮有哪几种类型离心泵的蜗形外壳有何作用
原理:
借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。
闭式、半闭式和开式叶轮
(A)离心泵的主要部件有和。
(叶轮、泵壳)
(B)离心泵的泵壳制成蜗壳状,其作用是(转能)
2.离心泵在启动前为什么要在泵内充满液体
(A)一台试验用离心泵,开动不久,泵入口处的真空度逐渐降低为零,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是()AB
A.忘了灌水B.吸入管路堵塞C.压出管路堵塞D.吸入管路漏气
注意:
离心泵无自吸能力,因此在启动前必须先灌泵,且吸入管路必须有底阀,否则将发生“气缚”现象。
某离心泵运行一年后如发现有气缚现象,则应检查进口管路是否有泄漏现象。
3.离心泵的性能参数及特性曲线(定性)
1)压头H,又称扬程
2)有效功率
3)离心泵的特性曲线通常包括
曲线,这些曲线表示在一定转速下输送某种特定的液体时泵的性能。
由
线上可看出:
时,
,所以启动泵和停泵都应关闭泵的出口阀。
离心泵特性曲线测定实验,泵启动后出水管不出水,而泵进口处真空表指示真空度很高,可能出现的故障原因是吸入管路堵塞。
若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头减小,流量减小,效率减小,轴功率增大。
练习:
(A)离心泵的主要特性曲线包括、和三条曲线。
离心泵特性曲线是在一定下,用常温为介质,通过实验测定得到的。
(转速、清水)
(B)离心泵的效率η和流量qV的关系为()B
A.qV增大,η增大B.qV增大,η先增大后减小
C.qV增大,η减小D.qV增大,η先减小后增大
(C)离心泵的轴功率P和流量qV的关系为()A
A.qV增大,P增大B.qV增大,P先增大后减小
C.qV增大,P减小D.qV增大,P先减小后增大
(D)离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是()。
A(设计点)高效区
A.最高效率点对应值B.操作点对应值
C.最大流量下对应值D.计算数据
4.离心泵的工作点及离心泵流量调节
1)泵在管路中的工作点为离心泵特性曲线(
)与管路特性曲线(
)的交点。
管路特性曲线为:
。
2)离心泵流量调节方法有哪几种各有何优缺点。
(改变重点:
阀门开度、串并联)
工作点的调节:
既可改变
来实现,又可通过改变
来实现。
具体措施有改变阀门的开度,改变泵的转速,叶轮的直径及泵的串、并联操作。
离心泵的流量调节阀安装在离心泵的出口管路上,开大该阀门后,真空表读数增大,压力表读数减小,泵的扬程将减小,轴功率将增大。
两台同样的离心泵并联压头不变而流量加倍,串联则流量不变压头加倍。
练习:
(A)离心泵安装在一定管路上,其工作点是指。
(B)离心泵通常采用调节流量
5.离心泵的安装高度Hg
1)气缚现象和汽蚀现象有何区别各自产生原因
(A)离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体,否则将可能发生现象。
而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生现象。
(B)若离心泵入口真空表读数为700mmHg,当地大气压为,则输送上42℃水时(饱和蒸汽压为)泵内发生汽蚀现象。
气蚀现象产生原因:
泵吸入口附近压力等于或低于pv。
气蚀现象的标志:
泵扬程较正常值下降3%为标志。
气蚀现象的危害:
(1)泵体产生振动与噪音;
(2)泵性能(qv、H、η)下降;(3)泵壳及叶轮冲蚀(点蚀到裂缝)
2)如何确定离心泵安装高度
(A)离心泵允许汽蚀余量定义式为。
(B)用油泵从密闭容器里送出30℃的丁烷。
容器内丁烷液面上的绝对压力为345KPa。
液面降到最低时,在泵入口中心线以下2.8m。
丁烷在30℃时的密度为580kg/m3,饱和蒸汽压为305KPa。
泵入口管路的压头为1.5mH2O。
所选用的泵汽蚀余量为3m。
试问这个泵能否正常工作
由于实际安装高度大于允许安装高度,不能保证整个输送过程中不产生汽蚀现象。
为避免气蚀现象的发生,离心泵的安装高度≤
,注意气蚀现象产生的原因。
允许气蚀余量,m
液面上方压强,Pa;
操作温