第一章流體流動

流體靜力學(xué)密度不可壓縮(恒密度)流體和可壓縮性(變密度)流體壓力壓強常用單位p8-9真空度=－表壓靜力學(xué)基本方程U型壓差計測得的是修正壓強差或阻力損失和動能之和,水平管測的是壓強差ρ液體>ρ氣體流體動力學(xué)定態(tài)流動與非定態(tài)流動連續(xù)性方程

柏努利方程式g?Z+?u2/2+?p/ρ=We-∑hfg?Z+?u2/2+?p/ρ=0基準、各項單位物理意義能量轉(zhuǎn)換？如何判斷流動方向有效功率Ne=WeW=WeVρ軸功率

N=Ne/η流動阻力∑hf=hf+hf’流動阻力局部阻力直管阻力產(chǎn)生阻力的主要原因是粘性直管阻力粘性：牛頓粘性定律（層流時的牛頓型流體）液體：T↑→μ↓氣體：T↑→μ↑μ液體>μ氣體動力粘度μ

SI制：Pa·s

運動粘度：粘度μ與密度ρ的之比。單位：SI制m2/s光滑管:Re=3×103~1×105λ=0.3164/Re0.25

完全湍流區(qū)：λ=λ(ε/d)Re>4000湍流區(qū)：λ=φ(Re，ε/d)流動型態(tài)層流Re≤2000u=umax/2λ=64/Re速度分布u=u(1-r2/R2)層流公式均由理論推導(dǎo)局部阻力ζ進口

=0.5

ζ出口

=1

等徑管：

總阻力變徑管：∑hf＝∑hf1＋∑hf2＋∑hf3＋….123∑hf1∑hf2∑hf3流速與流量的測量測速管（皮托管）：測量點速度孔板流量計：恒截面、變壓差文丘里流量計：恒截面、變壓差；能量損失小，造價高轉(zhuǎn)子流量計：恒壓差、恒流速、變截面測壓孔正對水流方向pmB(動能和靜壓強)，側(cè)壁小孔的測壓管pmA(靜壓強)

第二章流體輸送機械離心泵結(jié)構(gòu)泵殼作用氣縛現(xiàn)象：氣體的密度太小

性能參數(shù):流量/揚程/有效功率/軸功率匯集由葉輪拋出的液體;動能→靜壓能)。靜壓能↑和動能↑分①閉式②

半閉式③敞式葉輪作用Ne=WeW=WeVρg/g=ρgVH軸功率N=Ne/η=ρgVH/η泵的進口處安＿＿＿，泵出口處安＿＿＿＿和＿＿＿，而在出口處，＿＿必須安在＿＿＿之前，在出口管路上還應(yīng)安裝測量＿＿的儀表。真空表壓力表出口閥門出口閥門壓力表流量2．離心泵的特性曲線p67轉(zhuǎn)速n一定時，由實驗測得H～V，Na～V，η～V，這三條曲線稱為特性曲線，由泵制造廠提供。供泵用戶使用。泵廠以20℃清水作為工質(zhì)做實驗測定性能曲線。說明：①H~V曲線V，H

一般H=A－BV2

2.3、離心泵的性能曲線2.3、離心泵的性能曲線②Na~V曲線：

V，Na大流量大電機當(dāng)V=0，Na最小

關(guān)閉出口閥啟動泵，啟動電流最小2.3、離心泵的性能曲線③~V曲線：V，max稱為設(shè)計點。銘牌:max對應(yīng)的性能參數(shù)（1）流體的性質(zhì)：P72

密度：,(Na、Ne)

（H，V，）與無關(guān)；粘度：，（H，V，）;

Na

3．離心泵性能改變及換算Ne=ρgVH3．離心泵性能改變及換算（2）轉(zhuǎn)速——n20%以內(nèi)——比例定律P70（2-12）(3)葉輪直徑——D-5%以內(nèi)3．離心泵性能改變及換算切割定律P71（2-14）——切割P71離心泵的工作點和流量調(diào)節(jié)管路特性曲線He’=H0＋KV2

H0＝△Z+△p/ρgK＝8λ(l+∑le)/π2d5g2）工作點M點： H=A－BV2

H=H0＋KV2HVHe’-VHe-VM工作點M：離心泵的性能曲線與管路特性曲線的交點。HMVMVM和HM3．離心泵的流量調(diào)節(jié)（1）改變出口閥開度---常用HVMVMM1VM1H1H關(guān)小出口閥--改變管路特性le→管特線變陡H，V工作點上移如何計算消耗在調(diào)節(jié)閥門上的揚程值n↑→n1HMVMM1VM1n1n(2)改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速--改變泵的特性H-V線上移M→M1點,V↑(3)車削葉輪直徑--改變泵的特性3．離心泵的流量調(diào)節(jié)HMVMM1VM1D1DD↓→D1

H-V線下移M→M1點，V↓2、離心泵的組合操作

1）泵的串聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則：流量相同，揚程相加H串＞H單HMV單M1V串VH串HM串聯(lián)泵的揚程是單泵特性曲線上的揚程的兩倍bV串＞V單單泵在b點工作2、離心泵的組合操作2)．泵的并聯(lián)p74設(shè)離心泵型號相同原則：揚程相同，流量相加V并＞V單單泵在b點工作HMV單M1VH并＞H單V并H并b并聯(lián)泵的流量是單泵特性曲線上流量的兩倍單顆粒與顆粒群的幾何特性定義p941、球形：

體積：V=πdp3/6m3

表面積：S=πdp2m2

比表面積：a=S/V=6/dp1/mdp第三章非均相分離

2、非球形參量：等體積當(dāng)量直徑de,vp95

de,v=(6V/π)1/3

形狀系數(shù)（球形度）ψp95ψ=πd2e,v/S3、床層特性1）固定床層：有眾多固體顆粒堆積而成的靜止的顆粒層。固定床二、顆粒群2）床層的空隙率εp98ε＝空隙體積/床層體積

=(床層體積-顆粒所占的體積)/床層體積

二、顆粒群顆粒比表面積a：單位體積顆粒具有的表面積1m3床層aB＝（1－ε）a床層的比表面p98床層比表面積aB：單位體積床層具有的顆粒的表面積aB=顆粒表面積/床層體積a=顆粒表面積/顆粒體積過濾濾餅過濾（餅層過濾）：特點不可壓縮濾餅：s＝0可壓縮濾餅深層過濾（深床過濾）：特點過濾循環(huán)包括過濾，洗滌，卸料三個階段。在過濾的大部分時間中，濾餅起到了主要過濾介質(zhì)的作用物料衡算p99

設(shè)過濾面積Am2，濾液Vm3，濾餅厚度Lm，濾餅空隙率ε

懸浮液:濾液V（V+LA）濾餅LA：液體LAε

固體LA(1-ε)Φ＝LA(1-ε)ρp/(V+LAε)kg/m3清液過濾基本方程式爬流時，數(shù)學(xué)模型法得柯士尼方程∴u＝dq/dτ=(?pm)1-s/μr0Φ(q+qe)令過濾常數(shù)K=2(?pm)1-s/μr0Φ=2k(?pm)1-s∴

過濾基本方程式不可壓縮濾餅S=0過濾速率濾布介質(zhì)阻力可以忽略基本的過濾操作有恒壓過濾和恒速過濾兩種。q2+2qqe=Kτ

(q+qe)2=K(τ+τe)q2=Kτ（qe=0，τe=0）V2=KA2τV-τ曲線（拋物線）恒壓過濾洗滌速率(dV/dτ)W：(dV/dτ)W=const.(dq/dτ)W=const.若洗滌液用量VW，洗滌所需時間τW

τW=qW/(dq/dτ)W

與過濾設(shè)備有關(guān)恒速過濾dq/dτ=q/τ=K/2(q+qe)=const.∴q2+qqe=(K/2)τq2=(K/2)τ濾布介質(zhì)阻力可以忽略種類：間歇:如葉濾機、板框壓濾機連續(xù):如回轉(zhuǎn)真空過濾機3.3.6過濾設(shè)備葉濾機：過濾面積＝洗滌面積＝2×葉片側(cè)面積×葉片數(shù)過濾終了時濾餅厚度＝洗滌濾餅厚度(dV/dτ)W＝(dV/dτ)E二、板框壓濾機p102結(jié)構(gòu):板，框交替排列，板2種，框1種一個濾框提供2個過濾面積過濾面積=2×框面積×框數(shù)濾餅充滿框時：V濾餅＝框面積×框厚度×框數(shù)(dV/dτ)W＝(dV/dτ)E/4過濾機的生產(chǎn)能力

生產(chǎn)能力：單位時間獲得的濾液量間歇過濾機：G=3600VF/τ=3600VF/(τF+τW+τR)m3/hVF：總共獲得的濾液量，m3/sn↑，G↑但n過大，濾餅太薄不能卸除二、連續(xù)過濾機的生產(chǎn)能力p112沉降重力沉降：作用力重力

離心沉降：作用力離心力沉降速度ut,又稱終端速度,加速階段終了時顆粒相對于流體的速度。降塵室生產(chǎn)能力V≤Aut=LBut即處理能力與設(shè)備的底面積有關(guān)，與高度無關(guān)三、旋風(fēng)分離器外旋流：下螺旋運動內(nèi)旋流：上螺旋運動主要除塵區(qū)：外旋流上部動畫原理臨界粒徑：被旋風(fēng)分離器完全去除的最小顆粒的粒徑P1223-52分離效率總效率η0=(c1-c2)/c1粒級效率ηpi=(c1i-c2i)/c1iP1223-533-54總分離效率η=(c1-c2)/c1c1進口氣體含塵濃度，g/m3c2出口氣體含塵濃度，g/m3η的大小是旋風(fēng)分離器數(shù)分離性能的另一指標。缺點是不能反映旋風(fēng)筒對各尺寸粒子的不同分離效果。3、分離效率p1223-53粒級效率ηpi=(c1i-c2i)/c1ic1i進口氣體顆粒在第i段內(nèi)的濃度，g/m3c2i出口氣體顆粒在第i段內(nèi)的濃度，g/m33、分離效率p122η＝∑xiηpiXi:第i段內(nèi)顆粒占總顆粒的質(zhì)量分數(shù)3-54第四章傳熱熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）基本方式只存在密實的固體中不能在真空中進行對流：自然對流/強制對流熱輻射：不能在真空中進行能在真空中進行穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)傳熱

等溫面：在同一時刻，溫度場中所有溫度相同的點組成的面。

不同溫度的等溫面不相交，因為一個點不可能具有兩個不同的溫度傳熱速率Q：熱流量，單位時間內(nèi)通過傳熱面的熱量，單位J/s或W。熱流密度q：熱通量，單位時間內(nèi)通過單位傳熱面積的熱量，單位J/(s.m2)或W/m2。4.2.2傅立葉定律

熱通量，J/(s.m2)或W/m2t/n

:溫度梯度，℃/m或K/m

:導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m·℃)傳熱方向與溫度梯度方向相反4.2.3導(dǎo)熱系數(shù)各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)

金屬固體

>非金屬固體

>液體

>氣體

λ可取平均溫度下的數(shù)值，視作常數(shù)多層平壁熱傳導(dǎo)溫差越大,熱阻越大,λ越小一、給熱過程p142給熱：熱傳導(dǎo)+對流二、對流給熱的分類無相變：自然對流：強制對流：管內(nèi)管外4.3.2對流給熱概述

有相變：蒸汽冷凝液體沸騰湍流層對流層流底層傳導(dǎo)溫度梯度最大Q=α0A0(T-Tw)=αiAi(tw-t)

牛頓冷卻定律

對流

傳導(dǎo)

傳導(dǎo)

傳導(dǎo)

對流Q對流傳熱系數(shù)α強制>α自然α液體>α氣體α湍流>α層流

α直列<α錯列相變>無相變α滴狀>α膜狀影響對流給熱系數(shù)的主要因素有流體的種類與相態(tài)變化情況，流體的性質(zhì)，流體的流動狀況，流體的對流狀況，傳熱面的形狀、位置和大小（1）圓形直管強制對流1）低粘度（μ<2μ水）①Re>10000，充分湍流②0.7<Pr<120③μ<2μ水④L/di≥50管內(nèi)強制對流給熱α=A(T)u0.8/d0.2Nu=0.023Re0.8Prn定性溫度定性尺寸特征速度無相變強制對流系數(shù)α來自因次分析法（半理論、半經(jīng)驗方法）d增加α如何變？3)換熱器的管間流動p181圖折流擋板:目的提高殼程α值

Re>100時就可能達到湍流，提高對流傳熱系數(shù),但是流動阻力增大。1．膜狀冷凝：當(dāng)冷凝液能潤濕壁面時，則在壁面上形成一層完整的液膜。二、蒸汽冷凝方式p155

滴狀冷凝：當(dāng)冷凝液不能潤濕壁面四、影響冷凝給熱的因素及強化措施

影響冷凝給熱的因素：

蒸汽蒸汽流速和流向物性同向：加速，α增大反向：減速，α減小不凝性氣體不凝性氣體熱阻↑

→α↓潛熱傳熱過程的計算類型：設(shè)計型：Q→A

操作型：A→核算指標（多為溫度）計算基礎(chǔ)：能量衡算總傳熱速率方程穩(wěn)態(tài)傳熱，熱損失不計熱流體放出熱量＝冷流體吸收熱量顯熱：=Whcph(T1-T2)=WCcpC(t2-t1)能量衡算p169潛熱：T2＝TsWhr=WCcpC(t2-t1)Q＝Wcp?t

?tm=(?t2-?t1)/ln(?t2/?t1)總傳熱速率方程Q=KiAi?tm=K0A0?tm

Ai=nπdiLA0=nπd0L逆流流體流向p174t2t1T1T2流體流向p174并流t2t1T1T2流體流向p174錯流t2t1T1T2流體流向p174折流多管程設(shè)計目的：提高管程α值

t2t1T1T2

t2At1T2T1逆流T1=90C

T2=70C

t2=60C

t1=20C

?t1＝30C

?t2＝50C

?tm＝39.2C

若?t1=?t2，則?tm=?t1=?t2

t2At1T2T1并流t2t1T1T2T1=90C

T2=70C

t1=20C

t2=60C

?t1＝70C

?tm＝30.8C

若一側(cè)有相變：?tm并流＝?tm逆流并流T1=120C

T2=120Ct1=20C

t2=80C

?t2＝40C

?tm＝65.5C

?t1＝100C

逆流T1=120CT2=120C

t2=80Ct1=20C?t1＝40C

?t2＝100C

?tm＝65.5C

2、錯流或折流的平均溫度差Q=KA?tm逆流4.5.3對數(shù)平均溫差φ?tφ?t：溫度校正系數(shù)φ?t＝f(P,R)p1731/K0=1/α0+bd0/(λdm)+d0/(αidi)1/Ki=