流体流动知识点
一、 流体静力学基本方程式
或
p2?p1??g(z1?z2)2、压强的表示方法：
p?p0??gh注意：1、应用条件：静止的连通着的同一种连续的流体。
绝压—大气压=表压 表压常由压强表来测量； 大气压—绝压=真空度 真空度常由真空表来测量。 3、压强单位的换算： 1atm=760mmHg===cm2=
4、应用：水平管路上两点间压强差与U型管压差计读数R的关系：
p1?p2?(?A??)gRws?u1A1?1?u2A2?2????uA??常数处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须时静止、连续和同一种液体 二、定态流动系统的连续性方程式––––物料衡算式 ?A?常数, ?
二、 定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式
以单位质量流体（1kg流体）为基准的伯努利方程：
2P1u12P2u2gZ1???We?gZ2????hf?2?2A?常数,Vs?u1A1?u2A2????uA?常数圆形管中流动?A?常数,u1/u2?A2/A1?d22/d12讨论点：1、流体的流动满足连续性假设。
2、理想流体，无外功输入时，机械能守恒式：
gZ122P1u1P2u2???gZ2???2?23、可压缩流体,当Δp/p1<20%,仍可用上式，且ρ=ρm。
4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤，截面与基准面选取的原则。
5、流体密度ρ的计算： 理想气体 ρ=PM/RT 混合气体
混合液体
上式中：xvi––––体积分率；xwi––––质量分率。
6、gz、u2/2、p/ρ三项表示流体本身具有的能量，即位能、动能和静压能。∑hf为流经系统的能量损失。We为流体在两截面间所获得的有效功，是决定流体输送设备重要参数。输送设备有效功率Ne=We·ws，轴功率N=Ne/η（W） 7、以单位重量流体为基准的伯努利方程, 各项的单位为m：
?m??1xv1??2xv2????nxvn1?m?xw1?m?xw2?2???xwn?n?p?u2He??Z???Hf [m]
?g2g
22PuPuZ1?1?1?He?Z2?2?2?Hf
?g2g?g2g以单位体积流体为基准的伯努利方程,各项的单位为Pa：
?u2?We???gh??p????hf
2?pa?而?pf???hf
2u12u2?gZ1?P??We??gZ2?P2?????hf1??22
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。 四、柏努利式中的∑hf （一）流动类型： 1、雷诺准数Re及流型
Re=duρ/μ=du/ν，μ为动力粘度，单位为[Pa·S]； ν=μ/ρ为运动粘度，单位[m2/s]。 层流：Re≤2000， 湍流：Re≥4000；
2000 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。 （二）流体在管内流动时的阻力损失 [J/kg] ?hf?hf?hf1、直管阻力损失hf '?pflu 范宁公式(层流、湍流均适用). hf??2 d2??64Re32?lu?d2层流： 哈根—泊稷叶公式。 ??f(Re)即??或hf? 湍流区（非阻力平方区）： 高度湍流区（阻力平方区）： ??f(Re,??f(?d)?d)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 d?de?4rH?4?流通截面积润湿周边长注：不能用de来计算截面积、流速等物理量。 2、局部阻力损失h'f u2①阻力系数法， h??2'f?出口?1.0?进口?0.5 2lu'eh??②当量长度法， fd2 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， ?(l?le)u2?hf?(????)d2?(li?lei)ui2?hf??(?i???i)d2 在变径管中作稳定流动时，不同管径的管路加和， 流体在水平变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能减小。 流体在水平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、 V?V1?V2?V3f 2、 ?h??hf1??hf2??hf3 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、 V?V1?V2?V32、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、柏努利方程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。 习 题 一、填空 1、边长为a的正方形管道，其当量直径de为 。（a）
化工原理基本知识点
