1、第一章 流體流動基本概念與基本原理一、 流體靜力學基本方程式或 注意：1、應用條件：靜止的連通著的同一種連續的流體。2、壓強的表示方法：絕壓大氣壓=表壓 表壓常由壓強表來測量； 大氣壓絕壓=真空度 真空度常由真空表來測量。3、壓強單位的換算： 1atm=760mmhg=10.33mh2o=101.33kpa=1.033kgf/cm2=1.033at4、應用：水平管路上兩點間壓強差與u型管壓差計讀數r的關系：處于同一水平面的液體，維持等壓面的條件必須時靜止、連續和同一種液體。二、定態流動系統的連續性方程式物料衡算式三、定態流動的柏努利方程式能量衡算式1kg流體： j/kg討論點：1、流體的流動滿

2、足連續性假設。2、理想流體，無外功輸入時，機械守恒式：3、可壓縮流體,當p/p120%,仍可用上式，且=m。4、注意運用柏努利方程式解題時的一般步驟，截面與基準面選取的原則。5、流體密度的計算：理想氣體=pm/rt 混合氣體 混合液體 上式中：體積分率；質量分率。6、gz，u2/2，p/三項表示流體本身具有的能量，即位能、動能和靜壓能。hf為流經系統的能量損失。we為流體在兩截面間所獲得的有效功，是決定流體輸送設備重要參數。輸送設備有效功率ne=wes，軸功率n=ne/（w）7、1n流體 m （壓頭）1m3流體 ,四、 柏努利式中的hfi 流動類型：1、雷諾準數re及流型 re=du/=du/

3、，為動力粘度，單位為pas；=/為運動粘度，單位m2/s。層流：re2000，湍流：re4000；2000re b 閥門打開時， = c 閥門打開時， = = d 閥門打開時， = 8、在定態流動系統中，水由粗管連續地流入細管，若粗管直徑是細管的 2 倍，則細管流速是粗管的 （ ） 倍 a 2 b 8 c 4 d 6 9、為提高 u 形壓差計的靈敏度較高，在選擇指示液時，應使指示液和被測流體的密度差（ 指 - ）的值 （ ） a 偏大 b 偏小 c 越大越好 d 無法確定10、層流與湍流的本質區別是 （ ） 。 a 湍流流速大于層流流速； b 流道截面大的為湍流，截面小的為層流； c 層流的雷

4、諾數小于湍流的雷諾數； d 層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。 11、水箱中的水從孔口自由流出，流出量為 q 出 ， 同時向水箱注入水量為 q 進 ，屬于穩定流動是 （ ） 。 a q 出 q 進 b q 出 = q 進 c q 出 q 進 12、在相同管徑的圓形管道中，分別流動著粘油和清水，若雷諾數 re 相等，二者的密度相差不大，而粘度相差很大，則油速 （ ） 水速。 a 大于 b 小于 c 等于 13、壓力表上顯示的壓力，即為被測流體的 （ ） 。 a 絕對壓 b 表壓 c 真空度 14、流體在園管內作湍流流動時，其平均流速 u 與管中心的最大流速 u max 的關系為 （ ） 。 a

5、u 1.5 q 進 b u 0.8 q 進 c u 0.5 q 進 15、用皮托管來測量氣體流速時，其測出來的流速是指 （ ） 。a 氣體的平均流速 b 氣體的最大流速 c 皮托管頭部所處位置上氣體的點速度。 16、雙液體 u 形差壓計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義可以從題圖中得到說明，若忽略 a ， b 間的阻力損失，試判斷 b 玻璃管水面所處的刻度。 （ ） a a 位置 b c 位置 c b 位置 18、一般情況下，液體的粘度隨溫度升高而 （ ） 。 a 增大 b 減小 c 不變 19、設備內的真空度愈高，即說明設備內的

6、絕對壓強 （ ） 。 a 愈大 b 愈小 c 愈接近大氣壓 20、流體在圓形直管內作層流流動時，阻力與流速的 （ ） 成比例，作完全湍流時，則與流速的 （ ） 成比例。 a 平方 b 五次方 c 一次方 21、水在一條等徑垂直管內作定態連續流動時 , 其流速 （ ） 。 a 會越流越快 b 會越流越慢 c 不變 第二章 離心泵基本概念與基本原理一、工作原理基本部件：葉輪（612片后彎葉片）；泵殼（蝸殼）（集液和能量轉換裝置）；軸封裝置（填料函、機械端面密封）。原理：借助高速旋轉的葉輪不斷吸入、排出液體。注意：離心泵無自吸能力，因此在啟動前必須先灌泵，且吸入管路必須有底閥，否則將發生“氣縛”現象

7、。某離心泵運行一年后如發現有氣縛現象，則應檢查進口管路是否有泄漏現象。二、性能參數及特性曲線1、壓頭h，又稱揚程 2、有效功率 3、離心泵的特性曲線通常包括曲線，這些曲線表示在一定轉速下輸送某種特定的液體時泵的性能。由線上可看出：時，所以啟動泵和停泵都應關閉泵的出口閥。離心泵特性曲線測定實驗，泵啟動后出水管不出水，而泵進口處真空表指示真空度很高，可能出現的故障原因是吸入管路堵塞。若被輸送的流體粘度增高，則離心泵的壓頭減小，流量減小，效率減小，軸功率增大。三、離心泵的工作點1、泵在管路中的工作點為離心泵特性曲線（）與管路特性曲線（）的交點。管路特性曲線為：。2、工作點的調節：既可改變來實現，又可

8、通過改變來實現。具體措施有改變閥門的開度，改變泵的轉速，葉輪的直徑及泵的串、并聯操作。離心泵的流量調節閥安裝在離心泵的出口管路上，開大該閥門后，真空表讀數增大，壓力表讀數減小，泵的揚程將減小，軸功率將增大。兩臺同樣的離心泵并聯壓頭不變而流量加倍，串聯則流量不變壓頭加倍。四、離心泵的安裝高度hg為避免氣蝕現象的發生，離心泵的安裝高度hg，注意氣蝕現象產生的原因。1 為操作條件下的允許吸上真空度，m為吸入管路的壓頭損失，m。2 允許氣蝕余量，m液面上方壓強，pa； 操作溫度下的液體飽和蒸汽壓，pa。離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時會發生氣蝕現象。實驗測試題雷諾實驗1.滯流和湍流的區別在本實驗中有

9、哪些表現？a滯流有與管軸垂直的脈動現象，湍流的流線與管軸平行.滯流與湍流的流線都有與管軸垂直的脈動現象.滯流的流線與管軸平行，湍流的流線有與管軸垂直的脈動現象.滯流與湍流的流線都與管軸平行2.如何讀取轉子流量計的讀數？.從轉子流量計底端面讀數.以轉子流量計的上端面讀數 .從轉子流量計中間位置讀數 .以轉子流量計任何位置讀數均可3.如何確定雷諾實驗的水箱中的水位是否恒定？.水箱的溢流管始終有水溢流出來 .將水箱置于高位即可 .始終保持有水注入水箱 .讓水從水箱上沿滿流出來4.研究流體流動形態對化工生產有何指導意義？.加速反應過程 .可以提高傳質、傳熱的速率 .增加生產能力 .節省操作費用5.影響

10、流動形態的因素有哪些？.影響因素有管徑、管長和流體的流速、粘度、密度.影響因素有管材、壁厚和流體的流速、粘度、密度.影響因素有管徑、管壁粗糙度和流體的流速、粘度、表面張力.影響因素有管徑、管壁粗糙度和流體的流速、粘度、密度6.根據流速及同徑管內最大流速如何確定流體的流型？.滯流：u(max)2u均；湍流：0.8 u(max)u均左右.滯流：u(max)1u均；湍流：0.8 u(max)u均左右.滯流：u(max)3u均；湍流：0.6 u(max)u均左右.滯流：u(max)2u均；湍流：0.5 u(max)u均左右管道阻力1.為什么門型測壓計在正式開始測試前要排氣？.為了讓門型測壓計的測壓管里

11、潤濕.由于空氣是可壓縮流體，并使指示液不連續，所以為了保證讀數的準確性要排氣.為了讓門型測壓計的測壓管里指示液的液位高些.滯流與湍流的流線都與管軸平行2.同樣的水流量下，彎管與直管上產生的壓差有區別嗎？.有區別，前者產生的是局部阻力，后者產生的是沿程阻力.有區別，前者產生的是沿程阻力，后者產生的是局部阻力.沒有區別，二者產生的都是局部阻力.沒有區別，二者產生的都是沿程阻力3.同樣的水流量下，彎管與直管具有相同長度時何者的壓差大些？.若在相同的管徑和管長下，兩管的阻力一樣大.若在相同的管徑和管長下，直管的阻力大得多.若在相同的管徑和管長下，彎管的阻力大得多.不清楚4.實驗中彎頭測壓點間的高差對阻

12、力測量有無影響？.有，但是已經含在測壓點的測值內.不一定存在 .有，但是影響不大 .沒有第二章習題一、選擇題1、離心泵的特性曲線中的 hq 曲線是在_。 a) 效率一定； b) 功率一定； c) 轉數一定； d) 管路（ l+le ）一定。 2、某離心泵連續運行一年后發現有氣縛現象，應_。 a) 停泵，向泵內灌液； b) 降低安裝高度； c) 檢查進口管路有否泄漏現象； d) 檢查出口管路阻力是否過大。 3、離心泵銘牌上標明的揚程是_。 a) 功率最大時的揚程； b) 流量最大時的揚程；c) 泵的最大揚程； d) 效率最大時的揚程。 4、由離心泵基本方程式導出的理論特性曲線 hq ，其形狀是_

13、。 a) 直線； b) 拋物線； c) 雙曲線；5、某泵在運行的時候發現有氣蝕現象應 ( ) a 停泵 , 向泵內灌液 b 降低泵的安裝高度 c 檢查進口管路是否漏液 d 檢查出口管阻力是否過大 6.用離心泵將水池的水抽吸到水塔中 , 若離心泵在正常操作范圍內工作 , 開大出口閥門將導致 ( ) a 送水量增加 , 整個管路壓頭損失減少 b 送水量增加 , 整個管路壓頭損失增加 c 送水量增加 , 泵的軸功率不變 7.離心泵最常用的調節方法是 ( ) a 改變吸入管路中閥門開度 b 改變出口管路中閥門開度 c 安裝回流支路 , 改變循環量的大小 d 車削離心泵的葉輪 8.旋渦泵常用的調節方法是

14、 ( ) a 改變吸入管路中閥門開度 b 改變出口管路中閥門開度 c 安裝回流支路 , 改變循環量的大小 9.當管路性能曲線寫成 l=a+bq 2 時 ( ) a a 只包括單位重量流體需增加的位能 b a 只包括單位重量流體需增加的位能和靜壓能之和 c bq 2 代表管路系統的局部阻力和 d bq 2 代表單位重量流體動能的增加 10.以下型號的泵不是水泵 ( ) a b 型 b d 型 c f 型 d h 型11、某同學進行離心泵特性曲線測定實驗，啟動泵后，出水管不出水，泵進口處真空表指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認為以下可能的原因中，哪一個是真正的原因（）。

15、a 水溫太高； b 真空表壞了； c 吸入管路堵塞； d 排出管路堵塞。12、離心泵漏入大量空氣后將發生（）。a 汽化現象； b 氣縛現象；c 汽蝕現象； d 氣浮現象二、填空題1、離心泵的工作點是_泵特性_曲線與_管路特性_曲線的交點。2、離心泵的主要部件有_葉輪_、_泵殼_和密封裝置。調節離心泵流量的方法有_出口閥_ 、_轉速_和改變葉輪直徑等三種.3、離心泵的性能參數有 、 、 、 。4、用離心泵輸送常溫的水（=1000kg/m3），已知泵的性能為v=0.05m3/s時，h=20m；管路特性為：v=0.05m3/s時，h=18m，則在該流量下，消耗在調節閥門上的壓頭增值h=2 m，有效功

16、率ne= 0.981 kw。5、離心泵啟動前應 關閉出口閥 以保護電機。往復泵調節流量最常用的方法是 旁路調節 。三、計算題1、某廠準備用離心泵將 20的清水以 40m3/h 的流量由敞口槽送至吸收塔的塔頂。已知塔內的表壓強為 1.0kgf/c，塔頂水入口距水池水面的垂直距離為 6m ，吸入管和排出管的壓頭損失分別為1m 、 3m ，管路內的動壓頭不計。當地大氣壓為 760mmhg ，水的密度為: 1000kg/ m3。倉庫中現有三臺離心泵，其型號和性能參數如下所示，從中選一臺比較合適的以作上述送水之用，并確定其安裝高度。 型號 流量 (m3/h) 揚程（ m ） 允許吸上真空高度（ m ）

17、3b57a 50 38 7.0 3b33 45 32 6.0 3b19 38 20 5.0 2、有一離心泵在流量為 12 m3/h 時，壓力表和真空表的讀數分別為 1.9at(表) 、 140mmhg(真)，軸功率為1.20kw.電機轉數為 2900 轉 / 分，真空表和壓力表間的垂直距離為 0.7m ，出口和入口管徑相等。求：離心泵的揚程 h 和效率 各為多少？（水的密度：1000kg/ m3 ） 實驗測試：離心泵性能1.做離心泵性能測定實驗前為什么先將泵灌滿水？.為了防止出現氣蝕現象，氣蝕時泵無法輸出液體.為了防止出現氣縛現象，氣縛時泵輸出的液體量不穩定.為了防止出現氣蝕現象，氣蝕時泵輸出

18、的液體量不穩定 .為了防止出現氣縛現象，氣縛時泵無法輸出液體2.離心泵為什么要在出口閥門關閉的情況下啟動電機？.防止離心泵里的液體漏掉.因為此時離心泵的功率最小，開機噪音小 .因為此時離心泵的功率最小，即電機電流為最小 .保證離心泵的壓頭穩定3.離心泵的送液能力（流量調節），通過什么實現？.同時調節泵出口閥和旁通閥.同時調節泵出口閥和進口閥 .調節旁通閥 .調節泵出口閥4.往復泵是否能與離心泵采用同樣的調節方法？.不能，需采用同時調節泵的出口閥和旁通閥.不能，需采用調節泵的旁通閥 .能，采用調節泵出口閥的方法 .能，采用調節泵的旁通閥5.若該泵安裝在離水面-20m處時，泵的進口處應安置什么測壓

19、表，為什么？.泵的進口處應安置真空表, 因為泵進口處產生真空度.泵的進口處應安置壓強表,此水位約有0.2mpa, 而最大的真空度2時，用對數平均值，即：當s2/s12時，用算術平均值，即：sm=（s1+s2）/2多層（n層）圓筒壁：或一包有石棉泥保溫層的蒸汽管道，當石棉泥受潮后，其保溫效果應降低，主要原因是因水的導熱系數大于保溫材料的導熱系數，受潮后，使保溫層材料導熱系數增大，保溫效果降低。在包有兩層相同厚度保溫材料的圓形管道上，應該將導熱系數小的材料包在內層，其原因是為了減少熱損失，降低壁面溫度。二、對流傳熱1 對流傳熱基本方程牛頓冷卻定律對流傳熱系數，單位為：w/（m2），在換熱器中與傳熱

20、面積和溫度差相對應。2 與對流傳熱有關的無因次數群（或準數）表1 準數的符號和意義準數名稱符 號意 義努塞爾特準數 nu=l 含有特定的傳熱膜系數，表示對流傳熱的強度雷諾準數re= lu 反映流體的流動狀態普蘭特準數 pr= cp 反映流體物性對傳熱的影響格拉斯霍夫準數 gr=g t l32 反映因密度差而引起自然對流狀態3 流體在圓形直管中作強制湍流流動時的傳熱膜系數對氣體或低粘度的液體nu=0.023re0.8prn或 lu cp =0.023 ( ) 0.8 ( ) n l 流體被加熱時，n=0.4；液體被冷卻時，n=0.3。定型幾何尺寸為管子內徑di。定性溫度取流體進、出口溫度的算術平

21、均值。應用范圍為re10000，pr=0.7160，(l/d)60。對流過程是流體和壁面之間的傳熱過程，定性溫度是指確定準數中各物性參數的溫度。沸騰傳熱可分為三個區域，它們是自然對流區、泡狀沸騰區和膜狀沸騰區，生產中的沸騰傳熱過程應維持在泡壯沸騰區操作。無相變的對流傳熱過程中，熱阻主要集中在傳熱邊界層或滯流層內，減少熱阻的最有效的措施是提高流體湍動程度。引起自然對流傳熱的原因是系統內部的溫度差，使各部分流體密度不同而引起上升、下降的流動。用無因次準數方程形式表示下列各種傳熱情況下諸有關參數的關系：（1） 無相變對流傳熱 nu=f（re，pr，gr）（2） 自然對流傳熱 nu=f（gr，pr）（3） 強制對流傳熱 nu=f（re，pr）在兩流體的間壁換熱過程中，計算式q=kst，式中t表示為兩流體溫度差的平均值；s表示為泛指傳熱面，與k相對應。在兩流體的間壁換熱過程中，計算式q=ast，式中t=tw-tm 或 tm-tw；s表示為一側的傳熱壁面。滴狀冷凝的膜系數大于膜狀冷凝膜系數。水在管內作湍流流動時，若使流速提高至原來的2倍，則其對流傳熱系數約為原來的 20.8倍。若管徑改為原來的1