工程流体力学泵与风机第8章__管路计算
流体力学泵与风机课件
详细描述
流量是泵在单位时间内输送的流体体积或质量，是衡量 泵输送能力的重要参数。扬程是泵所输送流体的出口压 力与入口压力之差，反映了泵对流体所做的功。功率是 泵在单位时间内所做的功或消耗的能量，反映了泵的工 作效率。效率是泵的实际输出功率与输入功率之比，反 映了泵的工作效率。转速是泵轴的旋转速度，反映了泵 的工作速度。这些性能参数是选择和使用泵的重要依据 。
详细描述
风机的工作原理主要是通过叶轮旋转产生的离心力或升力，使气体获得能量，如 压力和速度等。当叶轮旋转时，气体被吸入并随叶轮一起旋转，在离心力的作用 下，气体被甩向叶轮的外部，并获得能量，然后通过导流器将气体排出。
风机的性能参数
总结词
风机的性能参数
详细描述
风机的性能参数主要包括流量、压力、功率和效率等。流量表示单位时间内通过风机的气体体积或质 量，压力表示气体通过风机时所受到的压力，功率表示风机所消耗的功率，效率表示风机输出功率与 输入功率之比。这些性能参数是衡量风机性能的重要指标。
具有流动性、连续性和不 可压缩性，对流体的作用 力可以分解为法向应力和 切向应力。
流体静力学
静压力
静压力计算
流体在平衡状态下作用在单位面积上 的力，与重力加速度和高度有关。
通过压强计或压力传感器测量流体中 的静压力。
静压力特性
静压力沿重力方向递增，垂直方向上 静压力相等。
流体动力学
流量与速
流量是单位时间内流过某 一截面的流体体积，流速 是单位时间内流过某一截 面的距离。
05
CATALOGUE
泵与风机的应用场景
泵的应用场景
工业用水处理
泵在工业用水处理中用 于输送水、悬浮物和化
学药剂等。
农业灌溉
管路计算
材料工程基础及设备多媒体课件
7
第一章 流体流动—第五节 管路计算
例 题
如图从水池1将水引入水池2, d=150mm, H=4m, L=20m, 沿程损失系数=0.037, 总的局部损失系 数为 =4.28；求: 管内水的流量。
材料工程基础及设备多媒体课件
p2 p1 u u H ( z 2 z1 ) ( )( ) g 2g
2 2 2 1
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第一章 流体流动—离心式泵与风机 二.离心泵和风机的工作
2.能量损失
材料工程基础及设备多媒体课件
30
第一章 流体流动—离心式泵与风机 二.离心泵和风机的工作
3.实际性能曲线
流量Q，压头H，功率N，和效率η是泵与 风机的主要性能参数，在额定转数n下，其 Q～H，Q～N，Q～η之间的诸关系曲线统称 特性曲线。 Q～H 工况曲线； Q～N 功率性能曲线； Q～η效率曲线：最佳工况。
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第一章 流体流动—离心式泵与风机 三.离心泵的气蚀现象
泵内流体的静压降低到空气分离压或汽化 压时，液体内就会暴发大量的气泡和汽泡， 产生冲击波，从而使泵形成气蚀，使得泵 的工作遭到破坏。一般包括液体气化和对 金属的腐蚀。原因： 安装位置过高，超过泵的允许吸上真空高 度10m 气压过低 温度过高
第一章 流体流动—离心式泵与风机 一.风机和泵的基本结构与工作原理
3.工作原理
材料工程基础及设备多媒体课件
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第一章 流体流动—离心式泵与风机 3.工作原理
离心泵之所以能输送液体，主要是依靠 高速旋转的叶轮，液体在离心力的作用下 获得了能量以提高压强。 气缚现象：不灌液则泵体内存有空气， 由于ρ空气<<ρ液，所以产生的离心力很 小，因而叶轮中心处所形成的低压不足以 将贮槽内的液体吸入泵内，达不到输液的 目的。
2021年注册公用设备工程师(暖通空调)基础考试题库
2021年注册公用设备工程师（暖通空调）《基础考试》题库【历年真题（部分视频讲解）＋章节题库＋模拟试题】目录•第一部分历年真题[部分视频讲解]o【公共基础（上午）】▪2020年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解▪2019年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解▪2018年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2017年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2016年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2014年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解]详解[部分视频讲解]▪2012年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2011年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2010年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2009年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解▪2008年注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》真题及详解o【专业基础（下午）】▪2020年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解▪2019年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解▪2018年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解▪2017年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解详解▪2014年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解▪2013年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2012年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2011年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解[部分视频讲解]▪2010年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解▪2009年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解▪2008年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解▪2007年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解▪2006年注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》真题及详解详解•第二部分章节题库o【公共基础（上午）】▪第一章高等数学▪第一节空间解析几何▪第二节微分学▪第三节积分学▪第四节无穷级数▪第五节常微分方程▪第六节线性代数▪第七节概率与数理统计▪第二章普通物理▪第一节热学▪第二节波动学▪第三节光学▪第三章普通化学▪第一节物质的结构与物质状态▪第二节溶液▪第三节化学反应速率及化学平衡▪第四节氧化还原反应与电化学▪第五节有机化学▪第四章理论力学▪第一节静力学▪第二节运动学▪第三节动力学▪第五章材料力学▪第一节拉伸与压缩▪第二节剪切与挤压▪第三节扭转▪第四节截面的几何性质▪第五节弯曲▪第六节应力状态与强度理论▪第七节组合变形▪第八节压杆稳定▪第六章流体力学▪第一节流体的主要物性与流体静力学▪第二节流体动力学基础▪第三节流动阻力与能量损失▪第四节孔口、管嘴和有压管道恒定流▪第五节明渠恒定流▪第六节渗流、井和集水廊道▪第七节相似原理与量纲分析▪第七章电气与信息▪第一节电磁学概念▪第二节电路知识▪第三节电动机与变压器▪第四节信号与信息▪第五节模拟电子技术▪第六节数字电子技术▪第八章计算机应用基础▪第一节计算机系统▪第二节信息表示▪第三节常用操作系统▪第四节计算机网络▪第九章工程经济▪第一节资金的时间价值▪第二节财务效益与费用估算▪第三节资金来源与融资方案▪第四节财务分析▪第五节经济费用效益分析▪第六节不确定性分析▪第七节方案经济比选▪第八节改扩建项目经济评价特点▪第九节价值工程▪第十章法律法规▪第一节中华人民共和国建筑法▪第二节中华人民共和国安全生产法▪第三节中华人民共和国招标投标法▪第四节中华人民共和国合同法▪第五节中华人民共和国行政许可法▪第六节中华人民共和国节约能源法▪第七节中华人民共和国环境保护法▪第八节建设工程勘察设计管理条例▪第九节建设工程质量管理条例▪第十节建设工程安全生产管理条例o【专业基础（下午）】▪第1章工程热力学▪ 1.1 基本概念▪ 1.2 准静态过程、可逆过程与不可逆过程▪ 1.3 热力学第一定律▪ 1.4 气体性质▪ 1.5 理想气体基本热力过程及气体压缩▪ 1.6 热力学第二定律▪ 1.7 水蒸气和湿空气▪ 1.8 气体和蒸汽的流动▪ 1.9 动力循环▪ 1.10 制冷循环▪第2章传热学▪ 2.1 导热理论基础▪ 2.2 稳态导热▪ 2.3 非稳态导热▪ 2.4 导热问题数值解▪ 2.5 对流换热分析▪ 2.6 单相流体对流换热及准则关联式▪ 2.7 凝结与沸腾换热▪ 2.8 热辐射的基本定律▪ 2.9 辐射换热计算▪ 2.10 传热与换热器▪第3章工程流体力学及泵与风机▪ 3.1 流体动力学基础▪ 3.2 相似原理和模型实验方法▪ 3.3 流动阻力和能量损失▪ 3.4 管路计算▪ 3.5 特定流动分析▪ 3.6 气体射流▪ 3.7 气体动力学基础▪ 3.8 泵与风机与网络系统的匹配▪第4章自动控制▪ 4.1 自动控制与自动控制系统的一般概念▪ 4.2 控制系统数学模型▪ 4.3 线性系统的分析与设计▪ 4.4 控制系统的稳定性与对象的调节性能▪ 4.5 控制系统的误差分析▪ 4.6 控制系统的综合和校正▪第5章热工测试技术▪ 5.1 测量技术的基本知识▪ 5.2 温度的测量▪ 5.3 湿度的测量▪ 5.4 压力的测量▪ 5.5 流速的测量▪ 5.6 流量的测量▪ 5.7 液位的测量▪ 5.8 热流量的测量▪ 5.9 误差与数据处理▪第6章机械基础▪ 6.1 机械设计的基本知识▪ 6.2 平面机构的自由度▪ 6.3 平面连杆机构▪ 6.4 凸轮机构▪ 6.5 螺纹连接▪ 6.6 带传动▪ 6.7 齿轮机构▪ 6.8 轮系▪ 6.9 轴▪ 6.10 滚动轴承▪第7章职业法规▪7.1 中华人民共和国建筑法▪7.2 中华人民共和国节约能源法▪7.3 中华人民共和国环境保护法▪7.4 中华人民共和国水污染防治法▪7.5 中华人民共和国固体废物污染环境防治法▪7.6 中华人民共和国招投标法▪7.7 中华人民共和国合同法▪7.8 民用建筑节能管理规定▪7.9 建设工程安全生产管理条例▪7.10 建设工程质量管理条例▪7.11 工程建设监理规定▪7.12 蒙特利尔议定书▪7.13 绿色建筑评价标准▪7.14 城镇燃气设计规范▪7.15 锅炉房设计规范▪7.16 特种设备安全监察条例▪7.17 通风与空调工程施工质量验收规范▪7.18 氢气站设计规范▪7.19 大气污染物综合排放标准▪7.20 氧气站设计规范▪7.21 地源热泵系统工程技术规范▪7.22 建设工程勘察设计管理条例▪7.23 建筑设计防火规范▪7.24 大气污染区综合排放标准▪7.25 压缩空气站设计规范▪7.26 安全防范工程技术标准▪7.27 工业金属管道工程施工规范•第三部分模拟试题o【公共基础（上午）】▪注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》模拟试题及详解（一）▪注册公用设备工程师（暖通空调）《公共基础考试》模拟试题及详解（二）o【专业基础（下午）】▪注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》模拟试题及详解（一）▪注册公用设备工程师（暖通空调）《专业基础考试》模拟试题及详解（二）内容简介本题库是2021年注册公用设备工程师（暖通空调）《基础考试》的题库，包括历年真题（部分视频讲解）、章节题库和模拟试题三大部分：（1）第一部分为历年真题（部分视频讲解）：本部分包含：①公共基础考试（上午）2008～2014、2016～2020年的考试真题，其中共有264道真题配有视频讲解；②专业基础考试（下午）2008～2011年、2013年、2016～2020年的考试真题，并给出了详尽的答案和解析，其中共有166道真题（2011～2013年）配有视频讲解。
工程流体力学泵与风机课后答案
⼯程流体⼒学泵与风机课后答案第1章绪论1.1 试从⼒学分析的⾓度，⽐较流体与固体对外⼒抵抗能⼒的差别。
答：固体在承受⼀定的外⼒后才会发⽣形变;⽽流体只要承受任何切⼒都会发⽣流动，直到切⼒消失;流体不能承受拉⼒，只能承受压⼒。
1.2 何谓连续介质模型？为了研究流体机械运动的规律，说明引⽤连续介质模型的必要性和可能性。
答：把流体当做是由密集质点构成的、内部⽆空隙的连续体来研究，这就是连续介质模型。
建⽴连续介质模型，是为了避开分⼦运动的复杂性，对流体物质的结构进⾏简化，建⽴连续介质模型后．流体运动中的物理量都可视为空间坐标和时间变址的连续函数．这样就可⽤数学分析⽅法来研究流体运动。
1.3 按作⽤⽅式的不同，以下作⽤⼒：压⼒、重⼒、引⼒、摩擦⼒、惯性⼒，哪些是表⾯⼒？哪些是质量⼒？答：压⼒、摩擦⼒是表⾯⼒；重⼒、引⼒、惯性⼒是质量⼒。
1.4 为什么说流体运动的摩擦阻⼒是内摩擦阻⼒？它与固体运动的摩擦⼒有何不同？答：上平板带动与其相邻的流层运动，⽽能影响到内部各流层运动，说明内部各流层间存在切向⼒，即内摩擦⼒，这就是黏滞性的宏观表象。
也就是说，黏滞性就是流体的内摩擦特性。
摩擦阻⼒存在于内部各流层之间，所以叫内摩擦阻⼒。
固体运动的摩擦⼒只作⽤于固体与接触⾯之间，内摩擦阻⼒作⽤于流体各流层之间。
1.5 什么是流体的粘滞性？它对流体流动有什么作⽤？动⼒粘滞系数µ和运动粘滞系数v有何区别及联系？答：黏滞性的定义⼜可表⽰为流体阻抗剪切变形的特性。
由于流体具有黏性,在流动时存在着内摩擦⼒,便会产⽣流动阻⼒，因⽽为克服流动阻⼒就必然会消耗⼀部分机械能。
消耗的这部分机械能转变为热，或被流体吸收增加了流体的内能,或向外界散失，从⽽使得推动流体流动的机械能越来越⼩。
运动黏滞系数是动⼒黏滞系数与密度的⽐。
1.6 液体和⽓体的粘度随着温度变化的趋向是否相同？为什么？答：⽔的黏滞系数随温度升⾼⽽减⼩，空⽓的黏滞系数则随温度升⾼⽽增⼤。
泵与风机课后习题参考答案(完整版)
泵与风机（课后习题答案）第五章5-1 水泵在n=1450r/min 时的性能曲线绘于图5-48中，问转速为多少时水泵供给管路中的流量为Hc=10+17500q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）？已知管路特性曲线方程Hc=10+8000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算）。
2同一水泵，且输送流体不变，则根据相似定律得：5-2 某水泵在管路上工作，管路特性曲线方程Hc=20+2000q v 2（q v 单位以m 3/s 计算），水泵性能曲线如图5-49所示，问水泵在管路中的供水量是多少？若再并联一台性能相同的水泵工作时，供水量如何变化？ 【解】绘出泵联后性能曲线2管路特性曲线与泵并联后性能曲线交于M 点（56L/s ，25m ）.5-3为了增加管路中的送风量，将No.2风机和No.1风机并联工作，管路特性曲线方程为p =4 q v 2（q v 单位以m 3/s 计，p 以p a 计），No.1 及No.2风机的性能曲线绘于图5-50中，问管路中的风量增加了多少？2×103m 3/h ，700p a ）于单独使用No.1风机相比增加了33×103-25×103=8 m 3/h5-4 某锅炉引风机，叶轮外径为1.6m ，q v -p 性能曲线绘于图5-51中，因锅炉提高出力，需改风机在B 点（q v =1.4×104m 3/h ，p =2452.5p a ）工作，若采用加长叶片的方法达到此目的，问叶片应加长多少？【解】锅炉引风机一般为离心式，可看作是低比转速。
求切割直线：B p 36005.2452⨯min /r 114246145030m m p m p =⨯==v v v q n n q q ，a A 点与B 点为对应工况点，则由切割定律得m 8.1)1114(D D )(22222==''='，D D q q v v 则应加长1.8-1.6=0.2m5.5 略5-6 8BA-18型水泵的叶轮直径为268mm ，车削后的8BA-18a 型水泵的叶轮直径为250mm ，设效率不变，按切割定律计算qv 、H 、P 。
流体力学泵与风机
成正比的力 • 对于均质流体，质量力与体积成正比，又称体
积力 或超距力 • 质量力包括重力和惯性力 • 单位质量所受到的质量力称为单位质量力，用
f 表示 对于均质流体
• 单位质量重力 （X，Y，Z）=（0，0，g)
• 单位质量惯性力
§1.2 作用在流体上的力
数值方法的优点是能计算理论分析方法无法求解的数学方 程，比实验方法省时省钱，但毕竟是一种近似解方法，适用范 围受数学模型的正确性和计算机的性能所限制。 l 三种方法各有优缺点，应取长补短，互为补充。
六、流体力学的学习方法—参考建议
1. 认真听
懂
2. 课堂作业
3. 笔记
4. 作业
深化理解
§1.2 作用在流体上的力
三、粘滞性
• 流体具有流动性 • 流动性是流体受切力作用发生连续变形的性质 • 这种变形亦称为剪切变形
• 流体在流动状态下抵抗剪切变形的性质称为流 体的粘（滞）性
• 或者说流体内部质点间或流层间因相对运动而 产生内摩擦力（内力）以反抗相对运动的性质 称为流体的粘（滞）性
牛顿内摩擦定律
• 压强和切应力的单位：N/m2（Pa），kN/m2（kPa）
§1.3 流体的主要力学性质
一、惯性 • 惯性是物体保持其原有运动状态的一种性质 • 表示惯性大小的物理量是质量，质量的单位为
g或kg • 单位体积的质量是密度，密度的单位为g/cm3
或kg/m3
• 水的密度 ρ=1000㎏/m3 • 水银的密度 ρ=13.6×1000㎏/m3
➢ 水往低处流——司马光砸缸； ➢风平浪静，无风不起浪；微风吹拂，微波荡漾；大风
大浪；狂风大作，波浪滔天 ； ➢ 高尔夫球的粗糙表面； ➢汽车的形状进化 ； ➢足球的弧圈球，乒乓球的旋球技术 ； ➢ 飞机之所以能起飞； ➢两张纸相吸的实验 ； ➢风案、船案-----“流体力学”断案。
《泵与风机》课程教学大纲
《泵与风机》Pump&fan一、课程基本信息学时:32学分：2考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30%）中文简介：《泵与泵站》是给水排水工程专业的一门专业必修课。
主要讲述离心泵的工作原理、基本性能、水泵机组配置、运行工况的图解法和数解法原理、泵站对土建的要求和特点、泵站噪声消除及其维护管理方法；介绍其它泵与风机的基本性能及其应用；学会给水泵站和排水泵站设计的原理和方法。
是《环境工程学》、《建筑给水排水工程》和《给水排水管网工程》等专业课的基础课程。
二、教学目的与要求第一章绪论1.掌握水泵的定义；2.了解合理设计泵站具有重要的经济意义；3.按工作原理对水泵进行分类；4.了解不同种类水泵的使用范围及发展趋势。
第二章叶片式水泵1.识读水泵构造图，能准确说出离心泵各部件的构造特点和作用；2.理解水泵的工作原理，水泵铭牌意义，叶片泵基本方程式的意义；3.学会计算水泵配套电机的耗电量和电费；4.掌握闭闸启动、比例律、相似工况抛物线（也称等效率曲线）、比转数（ns）、切削律、切削抛物线、横加法原理、允许吸上真空高度HS等重要概念；5.掌握推导水泵扬程公式及公式应用方法，掌握绘制水头损失特性曲线、水泵装置的管道系统特性曲线和图解法求水泵工况点的方法，掌握水泵串联、并联、调速及换轮运行的特性曲线绘制方法，掌握准确计算水泵安装高度的方法；6.了解叶片泵常用的几种调节方法，了解水泵并联后流量、杨程及轴功率变化规律，了解水泵调速和换轮运行的优点，了解水泵启动前的准备工作、水泵的启动程序和停车程序，水泵性能曲线型谱图及其应用，了解轴流泵、混流泵的适应范围及使用条件，了解给排水工程中常用叶片泵的使用和安装特点；7.简述水泵的型号意义并归纳总结水泵运行中应注意的问题。
第三章其它水泵1.了解射流泵构造、工作原理及应用；2.了解往复泵的构造、工作原理及应用；3.了解螺旋泵的构造、工作原理及应用；4.了解真空泵的构造、工作原理及应用；5.了解离心式风机和轴流式风机的构造、性能参数及应用。
一道工程流体力学练习题
一道工程流体力学练习题一、流体性质及流体静力学1. 水的密度为1000 kg/m³，求水在标准大气压下的绝对压力。
2. 某容器内气体压力为0.1 MPa，气体密度为1.2 kg/m³，求该气体的重力加速度。
4. 某点在液体中的深度为3m，液体密度为800 kg/m³，求该点的静压力。
5. 一根直径为100mm的管道，内充满水，求管道内水柱的压头。
二、流体运动学及动力学1. 某液体在管道内流动，流速为2 m/s，管道直径为150mm，求该液体的体积流量。
2. 水在直径为200mm的管道内流动，流速为1.5 m/s，求水流的雷诺数。
3. 某气体在管道内流动，管道直径为100mm，气体密度为1.5 kg/m³，流速为10 m/s，求气体的动能因子。
4. 求解直径为50mm的管道内，水流动时的摩擦系数。
5. 一根水平放置的管道，直径为200mm，水在管道内流动，流速为3 m/s，求管道内的沿程损失。
三、泵与风机1. 某离心泵的流量为100 m³/h，扬程为50m，求该泵的轴功率。
2. 一台轴流风机的风量为5000 m³/h，全压为200 Pa，求风机的轴功率。
3. 某泵的进口直径为150mm，出口直径为100mm，求泵的进出口流速比。
4. 一台离心泵的转速为1450 r/min，求泵的理论扬程。
5. 某风机的全压为300 Pa，风量为6000 m³/h，求风机的效率。
四、管路系统及管网计算1. 一根长100m的管道，直径为200mm，输送水，求管道的水头损失。
2. 某管网由直径为150mm和100mm的管道组成，求管网的最小阻力系数。
3. 一根直径为100mm的管道，输送水，流量为50 m³/h，求管道的流速。
4. 某管网由三根管道组成，求管网的总阻力系数。
5. 一根直径为200mm的管道，输送水，求管道的临界流速。
五、开放渠道流动1. 一条矩形渠道，底宽为3m，水深为1.5m，粗糙系数为0.035，求渠道的流量。
流体力学泵与风机智慧树知到答案章节测试2023年烟台大学
第一章测试1.作用于流体的质量力包括（）A:重力B:表面张力C:压力D:摩擦阻力答案:A2.液体的粘滞性只在流动时才表现出来。
A:错B:对答案:B3.液体流层之间的内摩擦力与液体所受的压力有关。
A:对B:错答案:B4.理想流体的特征是（）A:可压缩性B:粘度是常数C:无粘性D:易流动性答案:C5.按连续介质的概念，流体质点是指（）A:几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体B:流体分子C:流体内的固体颗粒D:几何的点答案:A6.在测量液体压强时，小直径测压管出现上升或下降的现象，主要是受到（）的影响。
A:重力B:粘滞力C:表面张力D:压力答案:C7.下列有关流体的描述错误的是（）A:流体既无一定的体积，也无一定的形状B:粘滞性是流体抵抗流层间相对运动的一种属性C:流体具有可压缩性和易流动性D:在任意微小剪切持续作用下流体会发生连续变形答案:A8.在1atm下，20℃时空气的密度为（）kg/m3。
A:1.2B:0.12C:120D:12答案:A9.液体的粘性主要来自于（）A:易变形性B:抗拒变形的能力C:分子热运动D:分子间内聚力答案:D10.牛顿内摩擦力的大小与流体的（）成正比。
A:速度B:角变形速率C:角变形D:压力答案:B11.下列流体中属于牛顿流体的是（）A:空气B:血液C:牙膏D:汽油E:油漆答案:AD12.当水的压强增加一个大气压时，水的密度增大约为（）A:1/4000B:1/1000C:1/2000D:1/20000答案:D13.与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是（）A:切应力和压强B:切应力和流速C:切应力和剪切变形D:切应力和剪切变形速度答案:D14.空气的动力粘度μ随温度升高而（）A:减小B:不变C:不定D:增大答案:D15.流体运动黏度υ的国际单位是A:kg/mB:m2/sC:N/m2D:N · s/m2答案:B16.当质量力均只有重力时，水的单位质量力水银的单位质量力二者的关系是（）A:前者后者C:二者相等D:不一定答案:C17.单位质量力的国际单位是（）A:m/s2B:NC:PaD:N/kg答案:A18.热胀系数α越大，则液体的热胀性越大。
课程名称流体力学泵与风机
教学大纲（理论课）课程名称：工程流体力学总学时(学分)：56 学时，其中讲授44 学时，实验8 学时，自修4 学时面向专业：农业建筑环境与能源工程一、课程的性质、地位和任务1、性质、任务《工程流体力学》是农业建筑环境与能源工程专业必修的一门学科基础课，同时又是一门独立性很强的技能培训课。
通过本课程的教学，使学生掌握流体力学的基本概念、基本原理和基本计算，具备一定的实验技能，培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力，为后继专业课的学习以及将来从事专业技术工作打下基础。
此外，通过本课程的的学习，还可以培养学生学会学习。
2、本课程与相关课程的衔接、配合关系先修课程：高等数学、大学物理后续课程：过程流体机械、过程设备原理、过程设备设计、毕业设计二、课程教学目标与基本要求（1）本课程要求有课堂讲授和实验环节。
（2）通过本课程的学习，应使学生掌握静力学的基本方程及其应用，熟悉流体的相对平衡。
（3）掌握静止液体对各种壁面作用力的计算方法。
（4）理解流体运动的各种基本概念，能应用动量方程和伯努利方程解决有关实际问题。
（5）掌握一般阻力计算方法，能够进行各种管路计算。
（6）了解流动相似的概念和量纲分析方法；掌握流体实验的基本方法和技能。
三、教学内容第一章绪论（2学时）1、流体的定义和特征2、流体连续介质的假设3、作用在流体上的力4、流体的特性及主要物性参数（粘性、密度等）5、液体的表面性质基本要求：掌握流体连续介质的假设，了解作用在流体上的力和流体的主要物理性质、液体的表面性质。
重点：流体的定义和特征、连续介质的假设、作用在流体上的力、流体的主要物理性质、液体的表面性质。
难点：流体的连续介质的假设、流体的粘性和液体的表面张力等都是以前未曾接触过的新概念，必须准确理解。
第二章流体静力学（8学时）1、流体的静压强及其特性2、流体静压强的分布规律3、压强的计算基准和量度单位4、液柱测压计5、作用于平面的液体压力6、作用于曲面的液体压力7、流体平衡微分方程式8、液体的相对平衡基本要求：掌握流体的静压强及特性、流体平衡微分方程式和流体静力学基本方程式的主要推导过程。
流体力学泵与风机
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的流体快速冲向气泡空间，它们的动量在极短的时间内变 为零，因而产生很大的冲击力，该冲击力反复作用在壁面 上，形成剥蚀；②认为气泡在高压区突然溃灭时，将产生 压强冲击波，此冲击波反复作用在壁面上，形成剥蚀。很 可能这两种情况都存在。
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第二章 泵与风机
为流体提供机械能的机械设备统称为流体输送机械。 分类
目录
• 第一章：流体力学 • §1–1 流体运动的一些基本概念 • §1–2 流体运动的连续性方程 • §1–3伯努利（Bernoulli）方程 • §1–4 液体的空化和空蚀现象 • 第二章：泵与风机
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1
流体运动学研究流体的运动规律，如速度、加速度等 运动参数的变化规律，而流体动力学则研究流体在外力作 用下的运动规律，即流体的运动参数与所受力之间的关系。 本部分主要介绍流体运动学和流体动力学的基本知识，学 习流体力学中的几个重要的基本方程：连续性方程、动量 方程和能量方程，这些方程是分析流体流动问题的基础。
(2) 选好基准面，基准面原则上可以选在任何位置，但 选择得当，可使解题大大简化，通常选在管轴线的水平面 或自由液面，要注意的是，基准面必须选为水平面。
(3) 求解流量时，一般要结合一维流动的连续性方程求 解。伯努利方程的p1和p2应为同一度量单位，同为绝对压 强或者同为相对压强，p1和p2的问题与静力学中的处理完
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2、几何意义
理想流体微元流束的伯努利方程式（3-41）中，左端 前两项的几何意义，同样在静力学中已有阐述，即第一项 z表示单位重量流体的位置水头，第二项p/(ρg)表示单位重 量流体的压强水头，第三项V2/(2g)与前两项一样也具有长 度的量纲。它表示所研究流体由于具有速度V，在无阻力 的情况下，单位重量流体所能垂直上升的最大高度，称之 为速度水头。位置水头、压强水头和速度水头之和称为总 水头。由于它们都表示某一高度，所以可用几何图形表示 它们之间的关系，如图3-16所示。
工程流体力学泵与风机第8章__管路计算
P
0
实 理际 论曲 曲线 线
随 时 t 间水 变击 化强 度
8.8
23
图
△
p
8.3 有压管路中的水击
由于水击而产生的弹性波称为水击波。水击波的传播 速度C可按下式计算：
C C0 E0 d 1 E 1425 E0 d 1 E
（式8.15）
式中 C0——声波在水中的传播速度，m/s； E0——水的弹性模量，E0=2.07×105N/cm2； E——管壁的弹性模量，见表8.1； d——管路直径，m； δ——管壁厚度，m。
6
8.1 简单管路的计算
图8.2是水泵向水箱送水的 简单管路（d及Q不变）， 以0-0为基准面，列1-1， 2-2两断面间的能量方程 式，移项后得 ' 2 2
p0 p a
H z 2 z1
2 v2 1v1
2g
hw12
略去液面速度水头，输入水头为 p H z 2 z1 0 SQ2（式8.2）
在图8.3条件下： l l1 l2
e
3 b o
式中 e ——进口阻力系数； b ——转弯阻力系数； o ——出口阻力系数。
10
8.1 简单管路的计算
式中H0在图8.3条件下：
p1 p2 pa
v1 v2 0
H 0 ( z1 z 2 ) H
2
§ 8
1
管路计算
8.1 8.2 8.3 8.4
简单管路的计算 管路的计算 有压管路中的水击 沿途均匀流管路的计算
2
3 4
3
8.1 简单管路的计算
简单管路是指具有相同管径d，相同流量Q的管段，它 是组成各种复杂管路的基本单元。如图5.1所示。
工程流体力学泵与风机习题答案
工程流体力学泵与风机习题答案（曹慧哲部分）第三章3-1已知流速场u x =2t+2x+2y ，u y = t - y+z ，u z = t+x – z 。
求流场中x =2，y =2，z =1的点在t =3时的加速度。
a =35.86 m/s 23-2已知流速场u x =xy 3，313y u y =-，u z = xy ，试求：（1）点（1，2，3）的加速度；（2）是几元流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流？a =36.27m/s 2二元恒定非均匀流3-3已知平面流动的流速分布为u x =a ，u y =b ，其中a 、b 为正数。
求流线方程并画出若干条y ＞0时的流线。
ay-bx=c3-4已知平面流动速度分布为2222x y cy cx u u x y x y=-=++，， 其中c 为常数，求流线方程并画出若干条流线。
x 2+y 2=c3-5已知平面流动速度场分布为(46)(69)u y x ti y x t j =-+-。
求t =1时的流线方程并绘出x =0至x =4区间穿过x 轴的4条流线图形。
3x -2y =33-6已知圆管中流速分布为1/7max 0()yu u r =,r 0为圆管半径，y 为离开管壁的距离，u max为管轴处最大流速。
求流速等于断面平均流速的点离管壁的距离y 。
y =0.242r 03-7对于不可压缩流体，下面的运动是否满足连续性条件？（1） u x = 2x 2 +y 2，u y = x 3－x (y 2－2y )（2） u x = xt +2y ，u y = xt 2－yt（3）u x = y 2 +2xz ，u y =－2yz + x 2yz ，u z =422221y x z x +(1)、(3)不满足，(2)满足 3-8已知不可压缩流体平面流动在y 方向的速度分量为u x =y 2－2x +2y 。
求速度在x 方向的分量u x 。
u x =-2x (y +1) +f (y )3-9已知两平行平板间的速度分布为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2max 1b y u u ，式中y = 0为中心线，y = ±b为平板所在位置，u max 为常数，求两平行平板间流体的单宽流量。
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LIUTI LIXUE BENG YU FENGJI
第8章
不可压缩流体的管道流动 第8节 管路计算
1
§ 8
管路计算
【知识点】 简单管路的概念，简单管路的计算，复杂管路及其计 算，有压管路中的水击，均匀流管路及其计算。 【能力目标】 熟练识记 简单管路、串联管路、并联管路及均匀流 管路的定义，水击的概念； 领会 水击的产生及传播过程； 熟练掌握及运用 简单管路、串联管路、并联管路及 均匀流管路的水力计算。
hw12
图8.3 虹吸管
令 H 0 ( z1 z 2 ) (
p1
p2
)
2 1v12 2 v2
2g
于是
H 0 hw12 SQ2
Q
H0 S
（式8.3）
9
8.1 简单管路的计算
这就是虹吸管流量计算公式。 l 8( ) 式中 d
S
2d 4 g
12
【例8.1】给出图8.3的具体数值如下： H=2m，l1=15m，l2=20md=200mm， e 1 ， b 0.2 ， 0 1 ， 0.025 ，[hv]=7m。 求通过虹吸管流量及管顶最大允许安装高度。
13
8.2 管路的计算
8.2.1 串联管路
串联管路是由许多简单管路首尾相接组合而成，如图 8.4所示。
8.2 管路的计算
【例8.2】 某两层楼的供暖立管，管段1的直径为 20mm，总长为20m， 1 15 。管段2的直径为 20mm，总长为10m， 2 15 。管路的λ=0.025，干 管中的流量Q=1×10-3m3/s，求Q1和Q2。
Q
a
Q
b
图8.6 例8.2图
19
8.2 管路的计算
1 e 2 b
用式（8.5）的v代入上式中得出
l1 Pa PC d H ( zC z1 ) l l e 3 b o 1 2 d
（式8.6）
为了保证虹吸管正常工作，式（8.6）计算所得的真空 pa pC 高度 应小于最大允许值[hv]。
H 8(
l ) 2 d Q g 2 d 4
令 则
S
8(
l ) d 2d 4 g
H SQ2
（式8.1）
5
8.1 简单管路的计算
对于一定的流体（即γ、ρ一定），在d、l已给定时，S只 随λ和 变化。从前面章节知道，λ值与流动状态有关， 当流动处在阻力平方区时，λ仅以K/d有关，所以在管路的 管材已定的情况下，λ值可视为常数。 项中只有进行调 节的阀门的ζ可以改变，而其它局部构件已确定局部阻力 系数是不变的。S对已给定的管路是一个定数，它综合反 映了管路上的沿程阻力和局部阻力情况，故称为管路阻抗。 从式（8.1）可以看出，用阻抗表示简单管路的流动规律 非常简练，它表示的规律为：简单管路中，总阻力损失与 体积流量平方成正比。这一规律在管路计算中广为应用。 式（8.1）是在图8.1具体条件下（出流至大气，1-1断面 p1=pa，无高差）导出，得到水池水位H全部用来克服流动 阻力。但对其它类型管路并不如此，必须具体加以分析。
为计算最大真空高度，取1-1及最高断面C-C列能量方 2 程。 z p1 1v1 z pC v 2 ( 2 l1 ) v 2
1
2g
C
2g
e
b
d 2g
在图8.3条件下，p1 pa ，v1 0 ， 1 ，上式为
Pa PC
l1 v 2 ( zC z1 ) (1 e 2 b ) d 2g
6
8.1 简单管路的计算
图8.2是水泵向水箱送水的 简单管路（d及Q不变）， 以0-0为基准面，列1-1， 2-2两断面间的能量方程 式，移项后得 ' 2 2
p0 p a
H z 2 z1
2 v2 1v1
2g
hw12
略去液面速度水头，输入水头为 p H z 2 z1 0 SQ2（式8.2）
图8.2 水泵系统
式（8.2）说明水泵扬程不仅用来克服流动阻力，还用 来提高液体的位臵水头、压强水头，使之流到高位压 力水箱中。
7
8.1 简单管路的计算
所谓虹吸管即管道中一部分高出上游供水液面的简单 管路（见图8.3）。工作时先将虹吸管内抽成真空，在 压差的作用下，高位水流通过虹吸管引向低位水流。 只要管内真空不被破坏，并使高低位保持一定的水位 差，虹吸作用就将保持下去，水流会不断地流向低位。 由于利用虹吸管输水具有节能、跨越高地、便于操作 等优点，因此在工程中广泛应用。但当真空达到某一 限值时，会将使溶解在水中的空气分离出来，随真空 度的加大，空气量增加。大量气体集结在虹吸管顶部， 缩小有效过流断面阻碍流动，严重时造成气塞，破坏 液体连续输送。为了保证虹吸管正常流动，必须限定 管中最大真空高度不得超过允许值 [hv]=7～8.5mH2O。
l v2 v2 v2 H . d 2g 2g 2g l v2 H ( 1) d 2g
4
8.1 简单管路的计算
因出口局部阻力系数ζ0=1，若用ζ0代替1计入到 中去， 则上式可简化为 2
H (
用
v
4Q d 2
l v ) d 2g
代入上式，得
在图8.3条件下： l l1 l2
e
3 b o
式中 e ——进口阻力系数； b ——转弯阻力系数； o ——出口阻力系数。
10
8.1 简单管路的计算
式中H0在图8.3条件下：
p1 p2 pa
v1 v2 0
H 0 ( z1 z 2 ) H
21
8.3 有压管路中的水击
8.3.1 水击现象
在有压管路中，由于某些外界原因，例如阀门的突然 启闭、水泵机组突然停车等，使管中流速突然发生变 化，从而导致压强大幅度急剧升高和降低，这种交替 变化的水力现象称为水击，又称为水锤。水击发生时 所产生的升压值可达管路正常工作压强的几十倍、甚 至上百倍。这种大幅度的压强波动，具有很大的破坏 性。往往会引起管路系统强烈振动，严重时会造成阀 门破裂、管路接头脱落、甚至管路爆裂等重大事故。 管路内水流速度突然变化是产生水击的外界条件，而 水流本身具有惯性及压缩性则是产生水击的内在原因。
而
Q
hwa b S
, Q1
hw1 S1
, Q2
hw 2 S2
, Q3
hw3 S3
（式8.11）
将上式整理得出：
1 S 1
S1
1 S2
1 S3
（式8.12）
17
8.2 管路的计算
于是得到并联管路计算原则：并联节点上的总流量为各 支管中流量之和；并联各支管上的阻力损失相等。总的 阻抗平方根倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和。 现在进一步分析（8.11）式，将它变为：
以上数值代入式（8.3）中 于是流量为： 1 2
Q 4
d
e 3 b 0
l1 l 2 d
2 gH
（式8.4）
所以
v 1 l1 l 2 e 3 b 0 d 2 gH
（式8.5）
11
上两式即是图8.3情况下虹吸管的速度及流量计算公式。
8.1 简单管路的计算
8
8.1 简单管路的计算
虹吸管中存在真空区段是它的 流动特点，控制真空高度则是 虹吸管的正常工作条件。 现以水平线0-0为基准面，列 出图8.3中1-1、2-2能量方程。
z1 p1
c
l
2
h
1
1
l
1
1
Z2
H
2
v
2 1 1
2g
z2
p2
v
0
图5-3 虹吸管
Z
2
1
0
1
管路计算
8.1 8.2 8.3 8.4
简单管路的计算 管路的计算 有压管路中的水击 沿途均匀流管路的计算
2
3 4
3
8.1 简单管路的计算
简单管路是指具有相同管径d，相同流量Q的管段，它 是组成各种复杂管路的基本单元。如图5.1所示。
1
H
1
2 0 2 0
图8.1 简单管路
以0-0为基准线，列1-1，2-2两断面间的能量方程式 （忽略自由液面速度，且出流流至大气）：
p
P
0
实 理际 论曲 曲线 线
随 时 t 间水 变击 化强 度
8.8
23
图
△
p
8.3 有压管路中的水击
由于水击而产生的弹性波称为水击波。水击波的传播 速度C可按下式计算：
C C0 E0 d 1 E 1425 E0 d 1 E
（式8.15）
式中 C0——声波在水中的传播速度，m/s； E0——水的弹性模量，E0=2.07×105N/cm2； E——管壁的弹性模量，见表8.1； d——管路直径，m； δ——管壁厚度，m。
S3 Q3 Q1 S2 Q2 S1 ; ; Q2 S1 Q3 S2 Q1 S3
1 1 1 写成连比形式： Q1 : Q2 : Q3 : : S1 S2
S3
此式即为并联管路流量分配规律。它的意义在于，各分 支管路的管段几何尺寸、局部构件确定后，按照节点间 各分支管路的阻力损失相等，来分配各支管上的流量， 阻抗S大的支管其流量小，S小的支管其流量大。 18
H
d1 Q1 a
s
1
d2 Q2 b
s