液膜沿垂直平壁层流流动速度式
《传热学》第七章 凝结与沸腾换热
适用范围：
水平管：
适用范围：
（由于管径不会很大， 一般不会到达紊流）
进行修正后，得到：
垂直壁层流膜状凝结换热平均表面传热系数：
垂直壁与水平管凝结换热强度的比较—— 由于垂直壁定型尺寸远大于水平管，因而水平管凝结换热性能 更好，在实际管外凝结式冷凝器设计中多采用水平管。
垂直壁层流膜状凝结换热另一准则方程：
层流膜状凝结换热 速度变化规律：
蒸气静止，且对液膜无黏滞应力作用
层流膜状凝结换热 温度变化规律：
ts为蒸气饱和温度
可采用对流换热微分方程组对垂直壁层流膜状凝结换热加以研究
1.X方向液膜动量方程： 将： 代入，得：
v为蒸汽密度
假定液膜流动缓慢，则惯性力项可忽略，动量方程可简化为：
一般情况下：
从而：
已知壁温：
二、管内沸腾换热
特征：由于流体温度随流向逐渐 升高，沸腾状态随流向不断改变
液相单相流 h较低
垂 直 管 内 沸 腾
Байду номын сангаас
泡状流
h升高
块状流
h高
环状流
h高
气相单相流
h急剧降低
水平管内沸腾
液 相 单 相 流
泡 状 流
块 状 流
波 浪 流
环 状 流
气 相 单 相 流
汽水分层，管上半部局部换热较差
第七章重点： 1.膜状凝结换热特征和计算方法
2.沸腾换热的四个阶段 3.热管的工作原理
谢谢观看
三、水平管束管外凝结换热
上一层管子的凝液流到下一层管 子上，使下一层管面的膜层增厚
下层管上的h比上层管的h低
计算方法：用nd代替d代入水平单管管外凝结换热计算式
化工原理 第1章 流体流动 典型例题题解
化工原理典型例题题解第1章 流体流动例1 沿程阻力损失水在一段圆形直管内作层流流动，若其它条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的（ ）。
A 2倍 B .4倍 C .8 倍 D. 16 倍解：因管内流体流动处于层流状态，根据哈根（Hahen ）-泊谡叶（poiseuille ）公式 232dlu P f μ=∆(1) 将式中的流速u 用流量v q 和管径d 表示出来， 24dq u vπ=(2)将(2)式代入(1)式得 4128dlq P vf πμ=∆ (3) 现流量125.0v v q q =; 管径d 2=0.5d 1 ， 根据(3)式，压力损失ΔP f2满足下式85.01/)5.0/(5.0//341141141142212====∆∆d q d q d q d q P P v v v v f f 故答案C 正确。
例2 流体在管内流动时剪应力的分布流体在管内流动的摩擦阻力，仅由流体与壁面之间的摩擦引起吗？ 解：圆管中沿管截面上的剪应力分布式为 r lg Z P g Z P 2)()(2211ρρτ+-+=由该式推导条件可知，剪应力分布与流动截面的几何形状有关，而与流体种类，层流或湍流无关。
对于定常态流动体系，可见剪应力随圆管内流体半径的增大而增大，在壁面处，此剪应力达到最大。
故剪应力（磨擦阻力）并非仅产生于壁面处，而是在流体体内亦存在。
例3 并联管路中的阻力损失首尾相同的并联管路中，流体流经管径较小的支路时，总压头损失较大吗？例 4 附图解：A 为分支点，B 为汇合点。
并联管路Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ具有相同的起始点A 和终点B ，分别利用柏努利方程式进行描述，得H f Ⅰ=H f Ⅱ=H f ⅢIIIIIIIII III IIIIII II III I gd u l gd u l gd u l 222222λλλ==因此，首尾相同的并联管路，各支路上总压头损失相等，并非仅取决于管径的大小，与各支路上的流速、管长均有关系。
化工原理知识点总结
一、流体力学及其输送1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。
2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。
3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy ，(F ：剪应力；A ：面积；μ：粘度；du/dy ：速度梯度)。
4.两种流动形态：层流和湍流。
流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。
当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。
5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C 。
6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d ，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re ，湍流时λ=F(Re ，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g ，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同)7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。
孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。
其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。
8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率?v ：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率?H ：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率?m ：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。
）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。
9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m31atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg（1）被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压－大气压（2）被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压－绝压= －表压10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和 轴封装置 离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。
工程流体力学(第二版)习题与解答
普通高等教育“十一五”国家级规划教材“过程装备与控制工程”专业核心课程教材工程流体力学（第二版）习题与解答黄卫星编四川大学化工学院过程装备与安全工程系2008年10月30日第1章 流体的力学性质1-1 用压缩机压缩初始温度为20℃的空气，绝对压力从1个标准大气压升高到6个标准大气压。
试计算等温压缩、绝热压缩、以及压缩终温为78℃这三种情况下，空气的体积减小率V ∆= 121()/V V V −各为多少？解：根据气体压缩过程方程：k pV const =，有1/2112(/)(/)k V V p p =，所以V ∆=1/1221112()11kV V Vp V V p −=−=−等温过程k =1，所以 V ∆121/11/6p p =−=−=83.33% 绝热过程k =1.4，所以 V ∆1/1.41/1.4121(/)1(1/6)p p =−=−=72.19% 压缩终温为78℃时，利用理想气体状态方程可得212121178111=80.03%620V V p T V p T ×∆=−=−=−× 1-2 图1-12所示为压力表校验器，器内充满体积压缩系数104.7510p β−=×m 2/N 的油，用手轮旋进活塞达到设定压力。
已知活塞直径D =10mm ，活塞杆螺距t =2mm ，在1标准大气压时的充油体积为V 0=200cm 3。
设活塞周边密封良好，问手轮转动多少转，才能达到200标准大气压的油压（1标准大气压=101330Pa ）。
解：根据体积压缩系数定义积分可得：1d d p VV pβ=−→ 00exp[()]p V V p p β=−− 因为 02()001exp 4p p p D nt V V V βp −− =−=− 所以 21()0241=p p p nV e D tβp −− − 12.14 rpm图1-12 习题1-2附图1-3 如图1-13所示，一个底边为200mm 200mm ×、重量为1kN 的滑块在20°斜面的油膜上滑动，油膜厚度0.05mm ，油的粘度µ=2710−×Pa·s 。
化工原理知识点总结整理 (2)
一、流体力学及其输送1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。
2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。
3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy，(F：剪应力；A：面积；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。
4.两种流动形态：层流和湍流。
流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。
当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。
5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。
6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re，湍流时λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同)7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。
孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。
其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。
8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率?v：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率?H：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率?m：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。
）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。
9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m31atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg（1）被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压－大气压（2）被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压－绝压= －表压10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和 轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。
流体力学 6-4粘性流体层流流动
袁109页 4.2 圆管内的定常层流运动
定常层流，ux u, u y uz 0
v 0
r, y R O z p1 u x L p2
u x 0 x
ux u u( y, z) N-S方程：
u u p p p ( 2x 2x ), 0, 0 x y z y z
Q 解：润滑油平均流速 v 1.02 m / s A h f 64 沿程阻力系数 1.13 因为是层流， 2 l v Re d 2g Re 64
例2
56.6
vd 1.82 10 4 (m 2 / s ) Re
本章小结
了解广Байду номын сангаас牛顿内摩擦定律； 理解N-S方程，及其欧拉平衡方程和欧拉运动方程间的 转换关系； 掌握相似（3个相似准数）和量纲分析（π定理）； 掌握平板和圆管中稳定不可压缩流动（速度，最大速度， 平均流速同最大速度的关系，流量，切应力等的计算）。
（3）切应力
d u p r 切应力分布: d r 2L p R 管壁切应力： 0 2L
r R
0
u
z
o
在圆管有效断面上，切应力与r成正比。 摩擦阻力：F 0 2RL R2p R2 p1 R2 p2 长度为L的圆管对流体的摩擦阻力F = 两截面上压力差的 合力。流体从某截面开始流经L长度时克服摩擦阻力， 损失了p的压力。
2u y 2u y 1 p Y 2 y y 2 x
u y u y u y ux uy t x y
层流 p 稳流 y
0
p p( x)
2u x 2u x 1 p X 2 2 x x y
各种对流换热过程的特征及其计算公式
多取截面平均流速。
定性温度：计算物性的定性温度多为截面
上流体的平均温度（或进出口截面平均温
度）。
1 ' " t f (t f t f ) 2
1。管内层流换热关联式
实际工程换热设备中，层流时的换热
常常处于入口段的范围。可采用下列齐德
－泰特公式：
Re f Pr f Nu f 1.86 l/d
状凝结理论
1 、凝结换热现象
蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时，将汽化
潜热释放给固体壁面，并在壁面上形成凝结液的
过程，称凝结换热现象。有两种凝结形式。
2 、凝结换热的分类
根据凝结液与壁面浸润能力不同分两种
(1)膜状凝结
定义：凝结液体能很好地湿润壁面，并 能在壁面上均匀铺展成膜的凝结形式， 称膜状凝结。
du y 时， dy
0, t t s
求解上面方程可得： (1) 液膜厚度
4l l ( ts tw )x 2 g l r
1/ 4
ts tw 定性温度： t m 2
注意：r
按 ts 确定
(2) 局部表面传热系数
gr hx 4l ( t s t w )x
对流换热那样朝同一方向流动。
一般情况下，不均匀温度场仅发生在靠近换热壁面的薄层 之内。在贴壁处，流体温度等于壁面壁面温度tW，在离开壁面
的方向上逐步降低至周围环境温度。
定义： 由流体自身温度场的不均匀所引起的流动称为自然对流。 工程应用： 暖汽管道的散热 不用风扇强制冷却的电器元件的散热 事故条件下核反应堆的散热 产生原因： 不均匀温度场造成了不均匀密度场，浮升力成为运 动的动力。
管内垂直下降液膜速度与厚度分布特性
管内垂直下降液膜速度与厚度分布特性王晶;王亦飞;颜留成;伍子玮;于广锁【摘要】对洗涤冷却管内垂直降膜的流动特性进行研究，采用超声波多普勒测速仪对管内不同周向以及轴向位置的液膜厚度和速度进行了无接触式的测量，液膜Reynolds数范围为1.0×104～3.1×104。
结果表明：在0°周向位置上液膜厚度与速度均达到最大值，导致该位置局部液膜厚度过大而不能保持稳定，部分液体脱离液膜表面，此外还造成了8°和16°位置的液膜厚度激增。
在轴向上，当Reynolds 数小于2.0×104时，液膜速度在重力作用下随流动距离增加而增加，反之，液膜速度因为流动阻力会随距离增加而减小。
随着Reynolds数的增大，液膜平均厚度和速度呈增大趋势。
此外，Reynolds数的增大还会使得液膜更加不稳定。
%The flow characteristic of the falling liquid film in the scrubbing-cooling tube was researched in this paper. The ultrasound Doppler velocimetry was adopted to measure the velocity and thickness distribution of the liquid film non-instrusively at different circumferential and axial position. The Reynolds number ranged from 1.0×104 to 3.1×104. The results showed that both the velocity and thickness of the liquid film were the largest at the 0° position, leading to unevener thickness distribution and the separation of the local liquid film and the sharp increase of the liquid film thickness at the 8° and 16° positions. In the axial direction, because of the effect of gravity, the liquid film velocity increased with the increase of flow distance when the Reynolds numbers was less than 2.0×104, whereas, it decreased at large Reynolds numbers since that the resistance became a dominant factor. Both of the thickness and velocity of global liquid filmincreased with increasing Reynolds number. Furthermore, the increase of the Reynolds numbers made the liquid film more unstable.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)006【总页数】7页(P2239-2245)【关键词】气液两相流;湍动;膜;速度测量;厚度测量;超声多普勒测速仪【作者】王晶;王亦飞;颜留成;伍子玮;于广锁【作者单位】华东理工大学洁净煤技术研究所，煤气化及能源化工教育部重点实验室，上海 200237;华东理工大学洁净煤技术研究所，煤气化及能源化工教育部重点实验室，上海 200237;华东理工大学洁净煤技术研究所，煤气化及能源化工教育部重点实验室，上海 200237;华东理工大学洁净煤技术研究所，煤气化及能源化工教育部重点实验室，上海 200237;华东理工大学洁净煤技术研究所，煤气化及能源化工教育部重点实验室，上海 200237【正文语种】中文【中图分类】TQ0212015-12-23收到初稿，2016-02-04收到修改稿。
演示文稿粘性流体的流动及规律
（优选）粘性流体的 流动及规律
一、层流、湍流
（laminar flow 、turbulent flow)
❖ 层流
甘油缓慢流动
层流示意图
流动的液体，实际 分成许多平行与管 壁的薄圆桶状薄层 ，各层之间有相对 运动。
管内的甘油的流动是分层的，这种流动称为 层流（laminar flow）
1.速度梯度(velocity gradient)
黏性流体作层流时，速度的逐层变化可以用速度梯度 来定量表示。
速率差为相v距，则x的ΔΔ两xv流表层示的 这两层之间的速率变化率。
速率梯度：
dv 称为沿
lim dv
v
dx x0 x
黏性流体的流动
x 方向（与流速方向垂直）的速率梯度。
dx
2.内摩擦力
小球在黏性流体 中自由下沉
当小球的下降速度 达到一定值时,重力、 浮力和黏性摩擦阻 力三力平衡
小球匀 速下降
小球这时的速度称为
终极速度(terminal velocity)
或沉降速度(sedimentation velocity) 或收尾速度（terminal velocity）
用vT表示
实验证明
内摩擦力的大小：F S dv
dx
牛顿黏滞定律
内摩擦力的方向：与流体层平行，是切向力
S：两流体层间的接触面积
η：黏度（viscosity）或黏性系数，是反映
流体黏性的宏观物理量。取决于流体的性质，
并与温度有关。
4.黏度（ viscosity）（黏滞系数） ⑴单位：N ·s ·m-2或Pa·s（帕·秒）；
流体层流时，流动稳定，相邻各层 以不同的速度作相对运动，彼此不相混 合。
沿垂直壁面气-液降膜流动传质过程的数值研究
２ 数 学 模 型
２ １ 控制 方程 ．
的密度 ， Ｐ 为空气侧 的密度 ， Ｐ 为湿空气 内的蒸汽 分 压 ， 为气 液相 界 面处 的饱 和蒸 汽压 力 ， 以通 可 过公 式 （ ） ７ 计算 得到 。
Ｔ－２７ １ ３ ５
统 中两个 相共 同决 定 。如气 液两 相 流 中的密 度 由式
（） 示： ３表 Ｐ＝ ＋ ｇ （） ３
）・ ０ 。ｘ１ 一
，
（Ｏ １）
０
２ ２ ２ 能量守 恒方 程 ．． ｉ ）＋Ｖ． Ｖ ｐ ｐ ］＝Ｖ・ ｋ ）＋ｓ ｏ（ ［ （ Ｅ＋ ） （ｅ ｅＶ Ｑ
结论 ， 当与液体 流 动方 向相 反 的空 气 流 为 高度 发
数 的分 布 求得 气液 相界 面位 置 。 在某 个 计 算单 元 内 ， ＝０表示 该单 元 内没有 第 ｉ ； ： １ 相 表示 该 单 元 内充 满第 ｉ ； ＜ ＜１ 相 ０ 则表 示该 单元 内存 在 第 ｉ 与其 他相 的界 面 。 液 相 界 面 的分 布 通 过 式 相 气 （ ）和式 （ ）求得 。 １ ２
传 质 。 由双膜 理论 的假 设 ， 得到 下 面 的传 质公 式 ：
３ ６
燃 气 轮 机技 术
第２ ５卷
方法 ； 对流 项采用 一 阶迎 风格 式 ， 气 一 在 液界 面追 踪 方法 中 ， 用 精 度 较 高 的 Ｇ ｏ—Ｒ ｃｎｔ ｃ 格 式 。 选 ｅ ｅｏ ｓ ｕｔ ｒ 质量 源项 和能量 源项 通过 Ｆｕｎ 提供 的用 户 自定义 ｌｅｔ （ ｓｔ ｅ ｎ ｄＦ ｎｔ ｎ ， Ｄ ） Ｕ ｅ Ｄ ｆ ｅ ｕ ｃ ｏ ｓＵ Ｆ 宏命 令编 写和接 入 。 ｉ ｉ
华东理工大学化工原理考研资料课后习题第01章流体流动
2
64
习题 20 附图
习题 21 附图
流动的内部结构
21. 活塞在气缸中以 0.8m/s 的速度运动，活塞与气缸间的缝隙中充满润滑油。已知气缸内径 D=100mm，活塞外径 d=99.96mm， 宽度 l=120mm，润滑油粘度为 100mPa・s。油在气缸壁与活塞侧面之间的流动为层流，求作用与活塞侧面的粘性力。 *22. 图示为一毛细管粘度计，刻度 a 至 b 间的体积为 3.5×10-31，毛细管直径为 1mm。若液体由液面 a 降至 b 需要 80s，求此 液体的运动粘度。 提示：毛细管两端 b 和 c 的静压强都是 1atm，a 与 b 间的液柱静压及毛细管表面张力的影响均忽略不计。
机械能守恒
12. 水以 60m3/h 的流量在一倾斜管中流过，此管的内径由 100mm 突然扩大到 200mm，见附图。A、B 两点的垂直距离为 0.2m。 在此两点间连接一 U 形压差计，指示液为四氯化碳，其密度为 1630kg/m3。若忽略阻力损失，试求： (1) U 形管两侧的指示液液面哪侧高，相差多少 mm？ (2) 若将上述扩大管道改为水平放置，压差计的读数有何变化？
习题 18 附图
习题 19 附图
19. 流体流经突然扩大管道时伴有机械能损失(见附图)。试用动量守恒定律证明
A1 u12 hf = 1 − A 2 2
其中 A1、A2 分别为 1,2 截面面积，u1 为小管中的流速。 提示：可假定 Fn =p1 (A2 -A1 )，并忽略管壁对流体的摩擦阻力 Ff。 *20. 水由直径为 0.04m 的喷口流出，流速为 uj=20m/s。另一股水流以 us =0.5m/s 的流速在喷嘴外的导管环隙中流动，导管直 径为 D=0.10m。设图中截面 1 各点虚拟压强 P1 相同，截面 2 处流速分布均匀，并忽略截面 1 至 2 间管壁对流体的摩擦力，求： (1) 截面 2 处的水流速度 u2； (2) 图示 U 形压差计的读数 R。
化工原理知识点总结
化工原理知识点总结文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]一、流体力学及其输送1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。
2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。
3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy，(F：剪应力；A：面积；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。
4.两种流动形态：层流和湍流。
流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。
当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。
5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。
6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re，湍流时λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同)7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。
孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。
其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。
8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率v：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率H：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率m：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。
）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。
9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度 kg/m31atm =101325Pa====760mmHg（1）被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压－大气压（2）被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压－绝压= －表压10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和 轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。
各种对流换热过程的特征及其计算公式_OK
1/ 4
)x
整个竖壁的平均表面传热系数
( t ts tw C )
hV
1 l
l 0
hx dx
0.943
lgl(rts l2tl3w
1/ 4
)
定性温度：tm
ts
tw 2
注意：r 按 ts 确定
40
(3) 修正：实验表明，由于液膜表面波动，凝结 换热得到强化，因此，实验值比上述得理论值高 20％左右
dp 0 dx
u
x
v y
0
l
(u
u x
v
u y
)
dp dx
l g
l
2u y 2
u
t x
v
t y
al
2t y 2
37
考虑假定（5） 膜内温度线性分布，即热量转移 只有导热
u t v t 0 x y
只有u 和 t 两个未知量，于是，上面得方程组 化简为：
l g
l
2u y 2
0
al
2t y 2
Re 4ul 4qml
由热平衡
h( ts tw )l rqml
所以
Re 4hl( ts tw )
r
对水平管，用 代r 替上式中的 即l可。
并且横管一般都处于层流状态
44
45
3 湍流膜状凝结换热
实验证明： （ 1 ）膜层雷诺数 Re=1600 时，液膜由层流转变
为紊流 ； （ 2 ）横管均在层流范围内，因为管径较小。
Num=(0.037Rem0.8-850)Pr1/3
定性温度
tm
1 (t 2
f
tw)
定形尺寸为沿流动方向平壁的长度L
流体运动公式范文
流体运动公式范文流体运动是研究流体在力的作用下的运动规律的一门科学，广泛应用于物理学、天文学、气象学、地理学、工程学等领域。
流体运动公式是描述流体运动规律的数学表达式，本文将介绍一些常见的流体运动公式。
1.流体质量守恒公式（连续性方程式）流体质量守恒公式是指在流体运动过程中，单位时间内通过单位面积的流量应该保持不变。
用数学公式表示为：ρAv=常数其中，ρ为流体的密度，A为流体的横截面积，v为流体在横截面上的平均流速。
2.流体动量守恒公式（动量定理）流体动量守恒公式是指在流体运动过程中，单位时间内通过单位面积的动量应该保持不变。
用数学公式表示为：ρAv²+P=常数其中，P为单位面积上的压强。
3.斯托克斯定律斯托克斯定律是描述小球在粘性流体中运动的公式。
当小球半径r很小，速度v很慢时，小球受到的阻力F与速度v、粘度η以及球半径r 的关系为：F = 6πηrv其中，η为流体的动力粘度。
4.泊肃叶方程泊肃叶方程是用来描述流体在管道中沿流向的压力变化和流速变化的公式。
对于稳定流动条件下的水平管道，泊肃叶方程可以表示为：dp/dx = -ρv(d v/dx) - ρgdh其中，p为压力，x为管道流向坐标，ρ为密度，v为流速，g为重力加速度，h为管道高度。
5.柯西方程柯西方程用于描述流体的运动状态，它是连续性方程和动量守恒方程的数学组合。
对于流体的三个方向的速度分量u、v、w，柯西方程可以表示为：ρ(∂u/∂t+u∂u/∂x+v∂u/∂y+w∂u/∂z)=∂p/∂x-ρ(∂φ/∂x+g_x)ρ(∂v/∂t+u∂v/∂x+v∂v/∂y+w∂v/∂z)=∂p/∂y-ρ(∂φ/∂y+g_y)ρ(∂w/∂t+u∂w/∂x+v∂w/∂y+w∂w/∂z)=∂p/∂z-ρ(∂φ/∂z+g_z)其中，t为时间，x、y、z为空间坐标，p为压力，φ为位势，g为重力加速度。
6.纳维-斯托克斯方程（NS方程）纳维-斯托克斯方程是描述粘性流体运动的动力学方程，对于不可压缩、粘性流体的三个方向的速度分量u、v、w，纳维-斯托克斯方程可以表示为：ρ(∂u/∂t+u∂u/∂x+v∂u/∂y+w∂u/∂z)=∂p/∂x-μ(∂²u/∂x²+∂²u/∂y²+∂²u/∂z²)ρ(∂v/∂t+u∂v/∂x+v∂v/∂y+w∂v/∂z)=∂p/∂y-μ(∂²v/∂x²+∂²v/∂y²+∂²v/∂z²)ρ(∂w/∂t+u∂w/∂x+v∂w/∂y+w∂w/∂z)=∂p/∂z-μ(∂²w/∂x²+∂²w/∂y²+∂²w/∂z²)+ρg其中，t为时间，x、y、z为空间坐标，p为压力，μ为流体的动力粘度，g为重力加速度。
各种流动型式的物理特点
各种流动型式的物理特点
液体的流动状态有两种，分别是层流和紊流。
层流：是流体流动呈现层状，粘结力起主导作用，液体质点受粘性的约束，流动时能量损失少。
紊流：是流体流动呈现混杂状，惯性力起主导作用，粘结力的制约作用减弱，流动时能量损失大。
液体的流动状态用雷诺系数来判断，当雷诺系数Re＜Rec时流动状态为层流，当雷诺系数Re＞Rec时流动状态为紊流。
流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。
流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。
管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。
流体的传输速度
流体的传输速度引言流体的传输速度是涉及流体力学中的重要概念。
在工程和科学领域，了解流体传输速度对于设计和优化管道、泵和其他流体系统至关重要。
本文将介绍流体传输速度的概念、计算方法和影响因素。
同时，我们将探讨一些常见的流体传输速度应用案例。
1. 流体传输速度的概述流体传输速度是指在给定条件下，流体通过管道或其他传输介质时的速度。
它通常以单位时间内通过的体积或质量来表示，如升/秒或千克/秒。
流体传输速度可用于描述液体和气体在流动过程中的性质。
流体传输速度的大小取决于多种因素，如流体的粘度、密度、管道直径、流动速度和压力差等。
2. 流体传输速度的计算方法2.1 水平管道中的液体传输速度对于水平管道中的液体传输速度，可使用以下公式进行计算：Q = A * V其中， - Q 是液体的流量（体积/时间） - A 是管道的横截面积 - V 是液体的平均速度2.2 直立管道中的气体传输速度对于直立管道中的气体传输速度，常用的计算公式是基于达西定律（Darcy’s law）和理论排除速度的关系进行推导的，具体公式如下：V = sqrt((2*g*h)/(1-(A2/A1)^2))其中， - V 是气体的速度 - g 是重力加速度 - h 是管道两端液位的压差 - A1 和 A2 是管道两端截面的面积上述公式仅适用于水平管道和恒定流动条件。
3. 流体传输速度的影响因素流体传输速度受多种因素影响。
以下是一些常见的影响因素：3.1 流体的粘度粘度越高，流体传输速度越小。
这是因为高粘度的流体在通过管道时会受到较大的阻力。
3.2 流体的密度密度越大，流体传输速度越小。
这是因为密度较大的流体具有较大的质量，需要更多的能量才能在相同时间内通过相同的截面积。
3.3 管道的直径管道直径越小，流体传输速度越大。
这是因为流体通过较小直径的管道时，截面积较小，从而使流体在单位时间内通过的体积更少。
3.4 流动速度流动速度越大，流体传输速度越大。
流体的基本流型
流体的基本流型流体是指具有流动性质的物质，如液体和气体。
在自然界和科学研究中，流体的流动是一个非常重要的现象。
了解流体的基本流型可以帮助我们更好地理解和应用流体力学。
本文将介绍三种常见的流体流型：层流、湍流和旋流。
一、层流层流是指流体在管道或通道中以平行的层状流动。
在层流中，流体的运动是有序的，各层之间的速度差异较小。
层流中的流体粒子沿着规则的路径流动，不会相互干扰或交叉。
层流的特点是流速均匀、流线平行、无明显的涡流和湍流现象。
层流常用于一些实验室和工业生产中，例如在化学实验中，通过层流可以保证反应物的充分混合和反应的准确性。
此外，层流还常用于微流体技术和生物医学领域，如微流控芯片和药物输液等。
二、湍流湍流是指流体在管道或通道中以混乱、紊乱的方式流动。
在湍流中，流体的速度和方向会不断变化，形成涡流和湍流涡旋。
湍流的特点是流速不均匀、流线交错、存在旋涡和湍流能量损失。
湍流常见于自然界中的河流、海洋和大气等。
在工程领域，湍流的产生常引起能量损失、压力波动和噪音等问题。
因此，减小湍流对流体流动的影响，提高流体的运输效率是工程设计中需要考虑的重要问题。
三、旋流旋流是指流体在运动过程中形成旋转的流型。
旋流可以分为正旋和逆旋两种类型。
正旋是指流体顺时针旋转，逆旋是指流体逆时针旋转。
旋流的特点是速度梯度大、流线弯曲、存在涡旋和旋转力。
旋流广泛应用于风力发电、水力发电和涡轮机械等领域。
在风力发电中，通过利用自然界中的旋流，可以将风能转化为机械能或电能。
在水力发电和涡轮机械中，旋流可以产生旋转力，驱动机械装置的运动。
总结：层流、湍流和旋流是流体流动中常见的基本流型。
层流中流体的运动有序且平行，适用于实验室和工业生产中需要精确控制的场景。
湍流中流体的运动混乱且紊乱，常见于自然界和工程领域，需要解决能量损失和压力波动等问题。
旋流则是流体形成旋转的流型，广泛应用于风力发电和涡轮机械等领域。
通过了解和应用这些基本流型，我们可以更好地理解和控制流体的流动。