2、牛顿粘性定律τ=μ（du/dy）
气体的粘度随温度升高而增加，液体的粘度随温度升高而降低。
3、流型的比较：
①质点的运动方式；
②速度分布，层流：
抛物线型，平均速度为最大速度的0.5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。
II．流体在管内流动时的阻力损失
[J/kg]
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。
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，
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。
五、管路计算
I．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。
II．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。
六、柏式在流量测量中的运用
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。
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。
第一章复习题
一、填空题：
1．1at= mmHg= mH2O= Pa= kgf/cm2。
2．已知兰州的大气压力为640mmHg，试将压力表示为 atm、 kgf/cm2、 kgf/ｍ2、 bar、 mmH2O、 mH2O、 ｍ液柱（此液体的密度为800kg／ｍ3）、 Pa。
3.已知某设备的压力为2atm，试以 kgf/cm2、 bar、 Pa、 mmHg、 mH2O表示此压力。
4．测得某设备压力为5000Pa（表压），已知当地平均大气压力为80000Pa，而测压时同时测定实验室的大气压力为82000Pa，设备的绝对压力为 Pa。
5．某管路内径为ｄ，要求通过管路的流速为ｕ，求得雷诺数为Ａ，如管内径变为ｄ′，求得雷诺数Ａ′，当ｄ/ｄ′＝１/２时，求Ａ/Ａ′为 。
6．某管路内径为ｄ，要求的体积流量为Ｖ，求得雷诺数为Ａ，如管内径改变为ｄ′，求得雷诺数Ａ′，当ｄ/ｄ′＝1/2，求Ａ/Ａ′为 。
7．液体的密度随T上升而 ，气体密度与 和 有关。
8．已知通过某一截面的溶液流量为30m3/h，溶液的密度为1200kg/m3，该截面处管子的内径为0.08ｍ，则流速= 、质量流速= 、质量流量= 。
9． 已知管内径为0.02ｍ，粘度为1.1厘泊，密度为1050kg/m3的液体以每小时2m3的流量流动，则流型为 。
10．在完全湍流情况下，如管路系统不变，流量增大一倍，阻力 。
11．阻力平方区，流速增加，摩擦系数 ，阻力损失∑hf 。
12．密度为1050kg/m3的液体由一个大的贮槽进入内径为0.053的管中，管内流速为1.5m/s，求进口阻力 ，及由其引起的压降 。
13．已知并联管路中d1=3d2，则∑hf1与∑hf2的比值 。
14．设备外大气压为640mmHg，设备内真空度为500mmHg，设备内绝压为 Pa，表压为 mmHg。
15．对于一定的液体，内摩擦力为F与两流体层的速度差Δu成 ，与两层之间的垂直距离Δy成 。
16．用水银U管压差计测水平管内A、B两点压差，读数为150mmHg，水平管内水ρ=1000kg/m3，则两点压力差Δp= Pa。
17．流体的流动类型分 和 ，湍流时Re 。
18．温度升高，气体的粘度 ，液体的粘度 。
19． 定截面变压差流量计包括 、 。
20、实际流体在内径为D的等径直管的进口稳定段后流动，其边界层厚度为；若Re=500，则最大流速等于平均流速的________倍，摩擦系数λ=_________。
21.通常流体的粘度随流体的温度而变化，气体的粘度随温度的升高而_______，液体的粘度随温度的升高而______。
22、当地大气压为760mmHg，则0.25MPa（表）=________Kg（f）/cm2（绝）。
23、水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力及液位恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小使时,水的流量将___,摩擦系数将_______，管路总机械能损失将_________。
24、稳态流动时，流速只与________有关，而非稳态时的流速却与________和___________有关。
25、当地大气压为760mmHg，则70Kpa（绝）=_________mmHg（真空度）。
二、简答题：
1.如果某设备要求绝对压力为20mmHg，南充的大气压力为743mmHg，兰州的大气压力为640mmHg，拉萨的大气压力为459.4mmHg，求这台设备在上述各地操作时应控制真空度各为多少Pa？
2.气体在一个内径为1m的空设备中流动，质量流量340kg/h，粘度为2×10-5Ｎ·Ｓ/m2，求Re并判断流型，气体经出口管流出设备，出口管的内径为0.1m，问Re变为多少？
3.我国西部某油田将原油输出，管子为φ300×15ｍｍ钢管，输送量为250ｍ３/ｈ，油的运动粘度为2.1沲，求Re？
问原油输送中设加热站的目的是什么？
4.在滞流情况下，如管路系统不变，流量增大一倍，沿程阻力有何变化？
5.在完全湍流情况下，如管长不变，流量不变，绝对粗糙度恒为0.2mm，当管内径由40mm变为20mm时，沿程阻力有何变化?
6.静止流体内部等压面的条件是什么？
7.在流量一定的情况下，管径是否越小越好？
为什么？
三、选择题
1、因次分析的目的在于______。
A）得到各变量间的定量关系；B）得到各无因次数群的确切关系；
C）用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；
D）用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。
2、某液体以流量Vs在内径为do、管长为L的水平直管中作稳态流动，若流动为完全湍流（阻力平方）区。
当Vs,L及相对粗糙度不变，而管径减小为原来的一半时，则机械能损失为原来的_________。
A）4倍；B）8倍；C）16倍；D）32倍
3、层流底层越薄，则_______。
A）近壁面处速度梯度越小；B）流动阻力越小；
C）流动阻力越大；D）流体湍动程度越小。
4、孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大时，其值________。
A）随Re增大，Co总在增大；
B）先随Re减小，当Re数增大到一定值后，Co趋于某一定值；
C）总是随Re增大而减小；D）不定。
5、双液体微差压差计要求指示液的密度差________。
A）大；B）中等；C）小；D）越大越好。
6、用U型压差计测量压强差时，压强差的大小（）
A与读数R有关，与密度差（ρ指-ρ）有关，与U形管粗细无关
B与读数R无关，与密度差（ρ指-ρ）无关，与U形管粗细有关
C与读数R有关，与密度差（ρ指-ρ）无关，与U形管粗细无关
D与读数R有关，与密度差（ρ指-ρ）无关，与U形管粗细有关
7、如下图，若水槽液位不变，①、②、③点的流体总机械能的关系为（）。
A阀门打开时，①>②>③B阀门打开时，①=②>③
C阀门打开时，①=②=③D阀门打开时，①>②=③
8、在定态流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍
A2B8C4D6
9、为提高U形压差计的灵敏度较高，在选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（ρ指-ρ）的值（）
A偏大B偏小C越大越好D无法确定
10、层流与湍流的本质区别是（）。
A湍流流速大于层流流速；
B流道截面大的为湍流，截面小的为层流；
C层流的雷诺数小于湍流的雷诺数；
D层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
11、水箱中的水从孔口自由流出，流出量为q出，同时向水箱注入水量为q进，属于稳定流动是（）。
Aq出12、在相同管径的圆形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数Re相等，二者的密度相差不大，而粘度相差很大，则油速（）水速。
A大于B小于C等于
13、压力表上显示的压力，即为被测流体的（）。
A绝对压B表压C真空度
14、流体在园管内作湍流流动时，其平均流速u与管中心的最大流速umax的关系为（）。
Au≈1.5q进Bu≈0.8q进Cu≈0.5q进
15、用皮托管来测量气体流速时，其测出来的流速是指（）。
A气体的平均流速B气体的最大流速
C皮托管头部所处位置上气体的点速度。
16、双液体U形差压计要求指示液的密度差（）。
A大B中等C小D越大越好
17、柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明，若忽略A，B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。
（）
Aa位置Bc位置Cb位置
18、一般情况下，，液体的粘度随温度升高而（）。
A增大B减小C不变
19、设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（）。
A愈大B愈小C愈接近大气压
20、流体在圆形直管内作层流流动时，阻力与流速的（）成比例，作完全湍流时，则与流速的（）成比例。
A平方B五次方C一次方
21、水在一条等径垂直管内作定态连续流动时,其流速（）。
A会越流越快B会越流越慢C不变
第二章离心泵－基本概念与基本原理
一、工作原理
基本部件：
叶轮（6~12片后弯叶片）；泵壳（蜗壳）（集液和能量转换装置）；轴封装置（填料函、机械端面密封）。
原理：
借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。
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。
二、性能参数及特性曲线
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。
三、离心泵的工作点
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、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。
四、离心泵的安装高度Hg
为避免气蚀现象的发生，离心泵的安装高度≤Hg，注意气蚀现象产生的原因。
1．
为操作条件下的允许吸上真空度，m
为吸入管路的压头损失，m。
2．
允许气蚀余量，m
液面上方压强，Pa；
操作温度下的液体饱和蒸汽压，Pa。
离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生气蚀现象。
第二章习题
一、选择题
1、离心泵的特性曲线中的H~Q曲线是在_______。
A）效率一定；B）功率一定；
C）转数一定；D）管路（l+∑le）一定。
2、某离心泵连续运行一年后发现有气缚现象，应________。
A）停泵，向泵内灌液；B）降低安装高度；
C）检查进口管路有否泄漏现象；D）检查出口管路阻力是否过大。
3、离心泵铭牌上标明的扬程是_______。
A）功率最大时的扬程；B）流量最大时的扬程；
C）泵的最大扬程；D）效率最大时的扬程。
4、由离心泵基本方程式导出的理论特性曲线H~Q，其形状是_______。
A）直线；B）抛物线；C）双曲线；
5、某泵在运行的时候发现有气蚀现象应（）
A停泵,向泵内灌液B降低泵的安装高度
C检查进口管路是否漏液D检查出口管阻力是否过大
6.用离心泵将水池的水抽吸到水塔中,若离心泵在正常操作范围内工作,开大出口阀门将导致（）
A送水量增加,整个管路压头损失减少
B送水量增加,整个管路压头损失增加
C送水量增加,泵的轴功率不变
7.离心泵最常用的调节方法是（）
A改变吸入管路中阀门开度B改变出口管路中阀门开度
C安装回流支路,改变循环量的大小D车削离心泵的叶轮
8.旋涡泵常用的调节方法是（）
A改变吸入管路中阀门开度B改变出口管路中阀门开度
C安装回流支路,改变循环量的大小
9.当管路性能曲线写成L=A+BQ2时（）
AA只包括单位重量流体需增加的位能
BA只包括单位重量流体需增加的位能和静压能之和
CBQ2代表管路系统的局部阻力和
DBQ2代表单位重量流体动能的增加
10.以下型号的泵不是水泵（）
AB型BD型CF型DH型
11、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空表指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因（）。
A水温太高；B真空表坏了；
C吸入管路堵塞；D排出管路堵塞。
12、离心泵漏入大量空气后将发生（）。
A汽化现象；B气缚现象；
C汽蚀现象；D气浮现象
二、填空题
1、离心泵的工作点是_______曲线与__________曲线的交点。
2、离心泵的主要部件有__________、___________和密封装置。
调节离心泵流量的方法有_______、_________和改变叶轮直径等三种.
3、离心泵的性能参数有、、、。
4、用离心泵输送常温的水（ρ=1000kg/m3），已知砂的性能为V=0.05m3/s时，H=20m；管路特性为：
V=0.05m3/s时，H=18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值△H=m，有效功率△Ne=kW。
5、离心泵启动前应以保护电机。
往复泵调节流量最常用的方法是。
三、计算题
1、某厂准备用离心泵将20℃的清水以40m3/h的流量由敞口槽送至吸收塔的塔顶。
已知塔内的表压强为1.0kgf/C，塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6m，吸入管和排出管的压头损失分别为1m、3m，管路内的动压头不计。
当地大气压为760mmHg，水的密度为:
1000kg/m3。
仓库中现有三台离心泵，其型号和性能参数如下所示，从中选一台比较合适的以作上述送水之用，并确定其安装高度。
型号流量（m3/h）扬程（m）允许吸上真空高度（m）
3B57A50387.0
3B3345326.0
3B1938205.0
2、有一离心泵在流量为12m3/h时，压力表和真空表的读数分别为1.9at（表）、140mmHg（真），轴功率为1.20kw.电机转数为2900转/分，真空表和压力表间的垂直距离为0.7m，出口和入口管径相等。
求：
离心泵的扬程H和效率η各为多少？
（水的密度：
1000kg/m3）
第三章传热－基本概念和基本理论
传热是由于温度差引起的能量转移，又称热传递。
由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，就必然发生热从高温处传递到低温处。
根据传热机理的不同，热传递有三种基本方式：
热传导（导热）、热对流（对流）和热辐射。
热传导是物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递；热对流是流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程（包括由流体中各处的温度不同引起的自然对流和由外力所致的质点的强制运动引起的强制对流），流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程称为对流传热（给热）；热辐射是因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。
任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐射能，只是在高温时，热辐射才能成为主要的传热方式。
传热可依靠其中的一种方式或几种方式同时进行。
传热速率Q是指单位时间通过传热面的热量（W）；热通量q是指每单位面积的传热速率（W/m2）。
一、热传导
1.导热基本方程––––傅立叶定律
λ––––导热系数，表征物质导热能力的大小，是物质的物理性质之一，单位为W/（m·℃）。
纯金属的导热系数一般随温度升高而降低，气体的导热系数随温度升高而增大。
式中负号表示热流方向总是和温度剃度的方向相反。
2．平壁的稳定热传导
单层平壁：
多层（n层）平壁：
公式表明导热速率与导热推动力（温度差）成正比，与导热热阻（R）成反比。
由多层等厚平壁构成的导热壁面中所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻愈小，其两侧的温差愈小，但导热速率相同。
3.圆筒壁的稳定热传导
单层圆筒壁：
或
当S2/S12时，用对数平均值，即：
当S2/S12时，用算术平均值，即：
Sm=（S1+S2）/2
多层（n层）圆筒壁：
或
一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应降低，主要原因是因水的导热系数大于保温材料的导热系数，受潮后，使保温层材料导热系数增大，保温效果降低。
在包有两层相同厚度保温材料的圆形管道上，应该将导热系数小的材料包在内层，其原因是为了减少热损失，降低壁面温度。
二、对流传热
1．对流传热基本方程––––牛顿冷却定律
α––––对流传热系数，单位为：
W/（m2·℃），在换热器中与传热面积和温度差相对应。
2．与对流传热有关的无因次数群（或准数）
表1准数的符号和意义
准数名称
符号
意义
努塞尔特准数
Nu=αL
λ
含有特定的传热膜系数α，表示对流传热的强度
雷诺准数
Re=Luρ
μ
反映流体的流动状态
普兰特准数
Pr=Cpμ
λ
反映流体物性对传热的影响
格拉斯霍夫准数
Gr=βgΔtL3ρ2
μ
反映因密度差而引起自然对流状态
3．流体在圆形直管中作强制湍流流动时的传热膜系数
对气体或低粘度的液体
Nu=0.023Re0.8Prn
或
λLuρCpμ
α=0.0230.8n
Lμλ
流体被加热时，n=0.4；液体被冷却时，n=0.3。
定型几何尺寸为管子内径di。
定性温度取流体进、出口温
升级会员 