大学课件 化工原理上 第1章 流动6.PPT

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小结1圆形直管内的阻力损失-范宁公式,J/kg,m,Pa,摩擦因子变化规律分析粗糙度对λ的影响层流时绕过突出物,对λ无影响。湍流时◆当Re较小时,层流底层厚,形体阻力小,突出物对λ的影响小;◆当高度湍流时,层流底层薄,突出物充分暴露,形成较大的形体阻力,突出物对λ的影响大。,*摩擦系数图层流区Re≤2000过渡区2000<Re≤4000湍流区Re>4000不完全湍流区完全湍流区(阻力平方区),2.非圆直管中流动阻力,3.局部阻力,(1)等径管总阻力计算,系统总阻力系统各直管阻力局部阻力,2变径管总阻力计算分段计算阻力,之后加和,4.管路计算,类型设计型计算、操作型计算,(1)简单管路;3分支管路(2)串联管路;,1.5.1简单管路指管径相同,无分支的管路,但可以弯曲有局部阻力特点稳态时,流速恒定、流量恒定,简单管路系统特性分析质量流量体积流量不可压缩流体阻力损失,1.5.2复杂管路1串联管路特点管径不同,但无分支;稳态时,不同管段流速不同;系统阻力计算,需分段计算,再加和。,2分支管路1)质量流量,2)机械能衡算式(a)总管→支管,(b)各支管间关系,3)流量分配与各支管的阻力有关,并相互影响。应用连续性方程计算,3并联管路指分支点和汇合点,是各分支的公共点。1)质量流量2)总机械能衡算,问题∑RA-B用一个分支,还是各分支加和结论并联管路,各支路阻力相等总阻力并联段,只能计入一个支路的阻力损失。,并联管路特点流量阻力,3)流量分配问题各支管,流量是否相同,流量分配,*对上述公式的认识---随阻力计算方法变化*问题如何求λi,方法试差法,1.5.3可压缩流体的流动(自学)可压缩流体多指气体工程处理,处理方法,见书P69-73,应用公式,1.6流速和流量测定,1.6.1测速管(毕托管Pitot)1结构同心套管、压差计,2测量原理未放测速管时,截面各点均为静压能放入测速管后,外管开口平行于流向pB--静压能内管开口垂直于流向pA--滞点压力滞点压力冲压能静压能动能,CP校正系数,一般取0.981.00实测流量计标定校正流量计的过程,3使用方法,1测量不可压缩流体的点速度问题如何测平均流速、流量、速度分布平均流速放于管中心处,测出umax层流湍流,2安装a)管口截面b)测量点选择c)毕托管直径d)测量气体时,e)压差较小时,,严格垂直于流体的流动方向。,在稳定流动段(直管段),且前后直管各50d,至少8-12d,外径不超过管径的1/50,压力变化不超过15要求气体流速5m/s,,可配合微差压差计使用,3适用条件大直径管路,流体含固体杂质时不宜采用。,1.6.2文丘里流量计1结构及特点1结构,2特点节流式流量计恒截面,变压差,2测量原理列1-1及2-2面间的机械能方程式,考虑流动阻力,引入校正系数,3安装要求稳定段长度上游50d,下游10d。4主要优缺点优点永久阻力损失小实测压差Δp1-3的10;缺点造价较高,本身尺寸较长。,问题未知流速,如何求Cv试差法,1.6.3孔板流量计1结构及特点1结构孔板测量元件缩脉孔板后1/32/3d处。,压差计两种取压方式缩脉取压孔板前1d孔板后0.5d处。角接取压孔板前后,并尽量靠近孔板。工业上,常用角接取压。2特点节流式流量计恒截面,变压差,2测量原理也可根据机械能衡算方程导出,查书P78图1.6.4,3安装要求1稳定段长度上游1540d,下游5d处2不宜安装在要求阻力很小处如泵入口4主要优缺点优点结构简单,制造、使用方便,造价低;缺点永久阻力损失大(实测压差的75)。5使用孔板流量计和文丘里流量计1只能测平均流速,不能测速度分布;2采用试差法求流量系数Cv或C0;3可绘制校正曲线,直接查取压差-流量关系。,1.6.4转子流量计1结构与特点1)结构锥形体(锥角约40)转子(密度大于流体密度),2特点变截面,恒压差,列1-1及2-2间的机械能衡算方程,2测量原理原理转子在流体中受力平衡,重力浮力对控制体含转子的圆柱体作力衡算,3流量计的校正1刻度标准厂家液体20℃、水气体20℃、1atm的空气,2条件变化时,校正方法*测不同种类流体时,a)校正密度同一刻度下,b)实验,重新标定刻度-流量曲线常用方法)*量程不符时,改变转子ρf、Vf、Sf,3转子流量计的量程,4阻力损失,5使用1用于清洁或腐蚀性流体测量;2玻璃管不耐高温、高压、易碎;3开启时,应缓慢调节流量阀。,1必须垂直安装(只能测垂直管中流量)2必须保证转子位于管中心(转子上刻有斜槽)3各种流量计在管路中的安装为便于检修,各种流量计均应有支路。,4安装,1优点阻力损失小,测量范围宽,流量计前后不需稳定管段;,6优缺点,2缺点不耐高压小于5atm,管道直径有限小于50mm。,1、举例节流式流量计及测流量公式,2、量纲分析的目的和依据*目的组合无量纲数群,减少实验次数。*依据物理方程的量纲一致性各项量纲相同)3、如何判断无量纲数群个数白金汉π定理Nn-m,提出问题,归纳第一章,作业P9026、28、29,1、流动阻力产生的外因和内因;2、流动类型及判据;3、如何看待过渡流;4、湍流的特征;5、强化传递过程的流动条件;6、降低阻力损失的流动条件。7、层流和湍流时,剪应力和速度分布,思考,
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