第3次课第3章起动流速
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第三章 起升系统工作原理
2
（ 3 6）
四、游动系统选择原则
1.起重能力：钢丝绳尺寸和强度一定时，Z越大， 起重能力越强。
2.起下钻速度：当滚筒转速一定时，Z越少，大钩 速度越快。 3.起升效率： Z越少，游动系统效率越高。 4.重量指标： Z越少，游动系统重量越轻，结构 越简单，但P快越大，绞车重量、结构越大。
第二节 起升系统运动学 和动力学
P P1
P2
2
PZ
Z
因为 所以 因此
Q游=P1+P2+……+PZ Q游=P（η+η2+……+ηZ）
Q游 P
(1 )
Z
1
又因为
P
Q游 Z 游
所以起升时的游动系统效率为
游 （1 )
ZZ (1 ) Nhomakorabea(3 4 )
3.下钻时
λ可根据图3-12用面积等效的方法求出。
1
t1 t 3 t1 2 t 2 t 3 ( 3 33 )
一般计算时可取λ=1.2。
(二)柴油机直接驱动的钻机一 次起钻总机动时间
用第i档起升Si个立根的机动 起升时间为：
t起i lS Vi
i
若钻机一共有k个起升档，k档一次起钻总的起升 机动时间为：
N 绞 游 绞 q 杆 lV i G0 q杆 l ( 3 29 )
Yi
各档自起立根数Si为
N 绞 游 绞 1 1 q 杆 lV i V i V i 1
S i Y i Y i 1 ( 3 30 )
04 第4次课(第3章：起动拖曳力)
（3-41）
（3-42）
6
校正系数与河床相对粗糙度的关系
P47图3-4
当Ks /δ≥10，床面粗糙区（绕流紊流区）， χ=1 ；
s 0 . 3 当Ks /δ≤0.25 ，床面光滑区，
K U*
0.3
dU*
f 当 0.25＜Ks /δ＜10 床面过渡区，
Ks d dU f f *
5
②、Shields起动拖曳力公式
c
5.75 lg 30.22
1
2K 3a3 K C a K C a 2 L 2 1 D 1
a、反映床面颗粒周围绕流情况的沙粒雷诺数
b、粗颗粒泥沙，χ=1，绕流阻力系数为定值，θc 为定值
Ks f f Re*
C D f Re* C L f Re*
Re*
U* D
c、细颗粒泥沙，校正系数和绕流阻力系数是沙粒雷诺数的函数
d、Shield数是沙粒雷诺数的函数 c f Re* U *c 2 c c s s d gd c U* D f c s D
细颗粒泥沙受到粗颗粒泥沙的隐蔽作用，其起动流速较 均匀沙相应粒径要大得多； 突出在床面上的较粗颗粒，其受到的推移力较均匀沙相 应粒径要大，因此起动流速较相应粒径的均匀沙要小。
18
பைடு நூலகம்
6、与泥沙起动有关的几个问题
（2）起动流速与起动拖曳力两种起动条件比较 （3）砾石和卵石的起动 除受粒径大小和水流条件的影响外，其几何形状和相互 间的排列状态对起动影响很大。 扁平状的卵石较球形的难以起动，鱼鳞状排列的卵砾石 较分散的卵砾石难以起动。
2018年高中物理选修3-1课件：第3章 恒定电流 第1节 电 流 精品
解析：选 D．因为金属导体中已经存在大量的自由电荷，故选 项 A 错误．把导体放在匀强电场中，导体只能产生瞬间感应电 流，故选项 B 错误．只是让导体一端连接电源正极时，导体两 端无电压，此时不能形成电流，故选项 C 错误．只有让导体两 端保持恒定的电压才能产生恒定电流，故选项 D 正确．
2．(多选)关于电流的速度，下列说法正确的是( ) A．电荷的定向移动形成电流，所以电流的传导速率等于自由电 荷的定向移动的速率 B．电流的传导速率等于自由电荷的无规则热运动的速率 C．电流的传导速率等于电场的传播速率 D．电流的传导速率近似等于光速 解析：选 CD．电流的传导速率等于电场的传播速率，近似等于 光速 c，大于自由电荷定向移动的速率(数量级为 10－5 m/s)和自 由电荷无规则热运动的速率(数量级为 105 m/s)，故 A、B 均错 误，C、D 均正确．
3．电流的速度 (1)电流的速度：是电场的传播速度，它等于_3_×___1_0_8 _m/s.
(2)导体中有电流时同时存在着的三种速率
三种 电场的传播速 电子无规则热运动
电子定向移动的速率
速率 率
的速率
数值 光速_3_×__1_0_8m/s 数量级约为_1_0_5_m/s 数量级约为_1_0_－__5 m/s
金属导体中电流的方向与自由电荷的移动方向一致吗？为什 么？ 提示：不一致，电流的方向是指正电荷定向移动的方向，而金 属导体中自由电荷是电子，电子的定向移动方向与电流方向相 反．
三、电流的大小和单位
1．定义：电荷定向移动时，在单位时间内通过导体任一横截面 的__电__荷__量__称为电流，用符号 I 表示．
[解析] 导体中有大量的自由电荷，总是在不停地做无规则运动， 没有定向运动，在一段时间内，通过导体某一横截面的电荷是 双向的，数值是相等的，电荷量为零，故 A 错误．电流是一个 标量，因为其运算不符合矢量运算法则，为了便于研究电流， 人们规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，以区别于负电 荷的定向移动，故 B 错误．在国际单位制中，电流是一个基本 量，其单位安培是基本单位，故 C 正确．对于导体，其两端电 势差为零时，导体内无电场，电荷不能定向移动，故电流为零， D 正确． [答案] CD
第三章 水动力学基础 ppt课件
F y
Q( 2v2z 1v1z )
F z
11
ppt课件
恒定总流动量方程建 立了流出与流进控制体 的动量流量之差与控制 体内流体所受外力之间 的关系，避开了这段流 动内部的细节。对于有 些水力学问题，能量损 失事先难以确定，用动 量方程来进行分析常常 是方便的。
水排
12
ppt课件
水排简介
东汉初（公元31年）杜诗制造的 “水排”，利用溪水流作原动力， 转动鼓风机械供冶炼和铸造铁器农具。这种水平装置的转轮，利 用水流动量原理，是近代水轮机的先驱。水排主体包括装在同 一主轴上的两个水平木轮，将装有叶板的下轮放在河中，水流 冲击叶板即使下轮转动，上轮也同时转动，再带动旁边的绳轮 和连杆、平轴等传动机械，使鼓风的皮囊一开一合地连续运动， 即可把空气送到炼铁炉内。这种利用水流作用力推动轮叶的作 法，是完全和现代水力学的理论相符的，用于冶金、筛面、舂 米、磨面、纺纱和提水扬水工具。
第三章 水动力学基础
本章学习基本要求：
了解描述流体运动的两种方法； 理解流动类型和流束与总流等相关概念； 掌握总流连续性方程、能量方程和动量方程及其应用； 理解量纲分析法。
1
ppt课件
第三章 水动力学基础
3.1 描述液体运动的两种方法
3.2 液体运动的基本概念
3.3 恒定总流的连续性方程
3.4 恒定元流的能量方程
定。 18
ppt课件
弯管内水流对管壁的作用力
管轴竖直放置
1
管轴水平放置
1 2
V1 Rz
R
P1=p1A1 z
Fx V2
G
2
V1
P1=p1A1
x y
x y
P2=p2A·2
03第3次课(第3章：起动流速)
对天然沙，上式可简化为
Uc
0.43d
3
/
4
0.7 e4
1.1 d
1/ 2
h1/ 5
公式单位除D、δ以mm计，其它量的单位为kg、m、s制。
式中：δ为薄膜水厚度，取δ＝0.0001mm； e为孔隙率，其稳定 值为0.4。
24
3.2.2 均匀沙非粘性泥沙的起动流速公式
为
m
1
d 0.06
（3-19）
4.7 h
' s
：考虑空隙在内的床面泥沙的实际干密度；
；
' s0
：床面泥沙达到密实后的稳定干容重，
其
值为1.6t/m3。
C： 粘结力系数，C 2.842 104 N / m
22
3.2.1.3 窦国仁公式
认为粘结力应由水对床面颗粒的下压力及颗粒间的分子引 力两部分组成。
大量起动
P3 P ub uc uc ub 1.37uc 0.1585
7
3.2 均匀沙的起动条件 建立泥沙起动公式的一般步骤 第一步，确定作用力的表达式； 第二步，根据起动模式，确定起动临界条件下力的平衡方 程式； 第三步，推导泥沙起动公式的一般结构形式；
第四步，通过实验确定公式中的待定系数，得泥沙起动条 件的计算公式。
s
gh
ha
1/
2
（3-11）
18
3.2.1.1
张瑞瑾公式
5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
Uc
C1
h d
m
s
2025年中考物理总复习第一部分考点梳理第9讲压强 第3课时大气压强 流体压强与流速的关
而 减小
吸管吸饮料、病人打点滴、钢笔吸墨水、吸盘挂钩、活塞式抽水机 应用
等
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物理
考点2：流体压强与流速的关系
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流体 关系
物理学中把具有 流动性的液体和气体统称为流体 在流体中，流速越大的位置，压强越 小 ；流速越小的位置，压 强越 大
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物理
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飞机的 升力
如图，当气流迎面吹来时，在相同时间内，机翼上方气流通 过的路程比下方的 长 ，速度比下方的 大 ，气流对机翼下表 面的压强比对上表面的压强 大 。因此在机翼的上下表面存 在压强差，产生了向 上 的升力，这就是飞机的升力产生的 原因
物理
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命题点2：流体压强与流速的关系 3．(2024•临夏州12题2分)科技兴趣小组利用盛有水的烧杯和A、B两根吸 管组成如图所示的实验装置，用于证明流体压强和流速的关系。沿着B管 水平吹气，观察到A管液面 上升 (选填“上升”或“下降”)，说明了 流体 中，流速越大的位置压强越小 。
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物理
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6．(2021•甘肃6题3分) 对生活中物理现象的解释，下列说法正确的是( A ) A．自行车轮胎上有花纹，是为了增大与地面的摩擦力 B．破窗锤头部很尖，目的是使用时增大压力，容易击碎玻璃让人们逃生 C．注射疫苗时，用针管把药液推入体内，利用了大气压强 D．梳头时头发翘起来，梳子和头发带同种电荷
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物理
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物理
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命题点1：大气压强 1．(2024•兰州13题2分)小雅将两个完全相同的橡胶吸盘对接后用力挤压， 排出里边的空气，用力很难将它们拉开，说明吸盘外部大气压强 大于(选 填“大于”或“小于”)吸盘内部气压，小雅想要将两吸盘分开，请你为小雅 提供一条可行的建议： 在吸盘上扎一个小孔 。
第三章(第三次课) 两相流动模型(飘)
1 x 1 1 K 2 x
3
1 2
式中
K2
l v
Jl
0 .5
exp 1 . 72 10
6
q
环形通道下求得的值与Marchaterre（泡状流）、 Cook（泡状流）、Egen（泡状流）以及Hoglund （泡状流）等的数据相比较，符合得很好。对于棒 束通道，当由泡状流过渡到弹状流时，观察到空泡 份额有一个峰值，这可能是由于邻近子通道间存在 紊流交混和横向流动影响的缘故；在弹状流与环状 流区，具有较大的扰动波。4根棒束的值比圆管与 同心环形通道下的值要低约5；7根棒束时，则 要低约10。
Zuber-Findlay方法 弹状流
x
1 2 x 1 x 0 . 35 g l v D v C 0 l G l v
搅拌流
x
1 4 x 1 x 1 . 18 g l v v C 0 2 l G l v
模型的建立
考察一维稳态流动，对每一相写出力平衡方
程（忽略壁面剪切力），则： 对液相，有
dp
对气相，有
dz
lg
F 1
0
dp dz
gg
F
0
这里，F为单位容积混合物的某一相对另一相
拖曳力。将上两式中的
F 1
dp dz
消去，有
l
2 l
C0
Biblioteka 1 4 u vj
g l v 1 . 18 2 l
项目08三相异步电动机的启动与调速
项目08三相异步电动机的启动与调速三相异步电动机是目前工业中最常见的电动机，因其结构简单、可靠性高、功率大等优点，被广泛应用于各行各业。
在实际应用中，对于三相异步电动机的启动和调速问题是非常重要的，本文将就三相异步电动机的启动和调速进行详细介绍。
首先，我们先来了解一下三相异步电动机的基本结构和原理。
三相异步电动机由转子和定子两部分组成。
转子是由线圈绕成的定子，定子是由永磁体和电磁铁引出的线圈组成。
当电流通过定子中的线圈时，会产生磁场，这个磁场会与永磁体产生电动感应力，从而使转子转动。
接下来，我们来讨论三相异步电动机的启动问题。
三相异步电动机的启动通常采用星型-三角形启动法。
即在电动机启动过程中，首先将电动机的三个定子线圈接成星型，通过限流电阻来限制启动电流，使电动机较低的起始电流平稳地将电机带起，当电动机达到一定速度后，再将定子线圈接成三角形，使电动机正常运行。
这种启动方法能够有效地降低启动时电动机的起动电流，提高电动机的起动效率。
然而，随着电动机工作负载的变化，需要对电动机进行调速。
常见的调速方法有电阻调速、变频调速和矢量控制调速等。
电阻调速方法是通过改变电动机定子电阻的大小来调整电动机的转速。
通过串联额外的可变电阻在电动机回路中，改变定子线圈的电阻，从而改变定子线圈的电流和电磁转矩，进而改变电动机的转速。
这种方法简单易行，但效率较低，且易产生较大的能量损耗。
变频调速是一种通过改变电源频率来调整电动机转速的方法。
通过调整电源输出的频率，改变电动机的工作频率，从而改变电机转速。
这种方法调速范围广，调速精度高，但需要使用特殊的变频器设备进行控制。
矢量控制调速是一种通过改变电动机定子电流的方向和大小来实现调速的方法。
通过矢量控制器对电机的磁场方向和大小进行控制，从而实现对电动机转速的调节。
这种方法具有调速范围广、调速响应快的优点，但需要较为复杂的控制算法和设备。
综上所述，三相异步电动机的启动和调速是工业中电动机应用中不可或缺的部分。
水力学 (张耀先 著) 黄河水利出版 第3章 课后答案
（ ２ ） ｖ＝
管中的平均流速 ｖ ２ｍ／ ｓ 。试求管中的流量 Ｑ及第一、 第二两段管中的平均流速 ｖ 、 ｖ 。 ３＝ １ ２ 解： 根据连续性方程： ｖ Ａ ｄ １ ３ ３ ２ ＝ ＝ （ ） ０ ． ５ （ ｍ／ ｓ ） ｖ １＝ ｖ Ａ ｄ ３ １ １ Ａ ｄ ｖ ２ ３ ３ ２ ＝ ＝ （ ） ０ ． ８ ９ （ ｍ／ ｓ ） ｖ ２＝ ｖ Ａ ｄ ３ ２ ２
图３∴水流从 Ｂ →Ａ流动。 ３ １ ８ 某管道如图 ３ ４ ８所示， 直径 ｄ＝ ０ ． １ ５ｍ ， 测得水银压差计中液面差 Δ ｈ＝ ０ ． ２ ｍ ， 若断面平均流速 ｖ ＝ ０ ． ７ ８ ｕ ， 求管中通过的流量。 ｍ ａ ｘ 解： 对Ａ 、 Ｂ两点列能量方程 由于 Ａ Ｂ处于同一水平面上 ∴ｚ ｚ ０ Ａ＝ Ｂ＝
２ ２ ｐ ｖ ｖ ｐ Ａ Ａ Ｂ Ｂ ｈ ＋ ＝ ＋ ＋ ｇ γ ２ ｇ ｗ γ ２ ∵ｖ ０ Ａ Ｂ两点很近 ∴ｈ ≈０ Ｂ＝ ｗ
ｐ ｐ Ｂ Ａ － ）× ２ ｇ ∴ｖ Ａ＝ （ γ γ 根据水银压差计的量测原理可推出
槡
ｐ ｐ （ ） ｈ γ γ Δ Ｂ－ Ａ＝ ｍ－ ｐ ｐ γ γ Ｂ－ Ａ ｍ－ ＝ ｈ ＝ １ ２ ． ６ ｈ ∴ Δ Δ γ γ ∴ｖ １ ２ ． ６× ｈ × ２ ｇ＝ ７ ． ０ ３ （ ｍ／ ｓ ） Δ Ａ ＝槡 ｖ Ａ 即为 ｕ ｍ ａ ｘ ∵ｖ ＝ ０ ． ７ ８ ｕ ｍ ａ ｘ ∴ｖ ＝ ０ ． ７ ８× ７ ． ０ ３＝ ５ ． ４ ８ （ ｍ／ ｓ ） π２ ３ × ｖ ＝ ０ ． ０ ９ ７ （ ｍ ／ ｓ ） Ｑ＝ Ａ ｖ ＝ ｄ ４
图３ ４ ８
３ １ ９ 某水管（ 见图 ３ ４ ９ ） ， 已知管径 ｄ＝ １ ０ ０ｍ ｍ ， 当阀门全关时， 压力计读数为 ０ ． ５ 个大气压，而当阀门开启后， 保持恒定流， 压力计读数降至 ０ ． ２个大气压， 若压力计前段
13高职高专水力学第三章液体运动的基本原理
学院
教师授课教案
课程名称：水力学20年至20年第二学期第七次课
授课教师：授课日期：20年3 月17日
学院
教师授课教案
课程名称：水力学20年至20年第二学期第八次课
授课教师：授课日期：20年3 月18日
，m ＝ρV Q ＝t V
1111V Q t ρ=，122222m V Q t ρρ==
2、动能、压强势能、位置势能及转化
二、微小流束的能量方程
学院
教师授课教案
课程名称：水力学20年至20年第二学期第九次课
授课教师：授课日期：20年3 月24日
学院
教师授课教案
课程名称：水力学20年至20年第二学期第十次课
授课教师：授课日期：20年3 月25日
学院
教师授课教案
课程名称：水力学20年至20年第二学期第十一次课
授课教师：授课日期：20年3 月31日。
大学课程《工程流体力学》PPT课件：第三章
§3.1 研究流体运动的方法
➢ 欧拉法时间导数的一般表达式
d (v ) dt t
d ：称为全导数，或随体导数。
dt
：称为当地导数。
t
v
：称为迁移导数。
例如，密度的导数可表示为： d (v )
dt t
§3.1 研究流体运动的方法
3.1.2 拉格朗日法
拉格朗日法的着眼点：特定的流体质点。
lim t0
(
dV
III
)
t
t
t
CS2 vndA
单位时间内流入控制体的物理量：
z
Ⅲ
Ⅱ’
Ⅰ
y
lim
t 0
(IdV )t t t CS1vndA
x
§3.3 雷诺输运方程
➢ 雷诺输运方程
dN dt
t
CV dV
CSvndA
雷诺输运方程说明，系统物理量 N 的时间变化率，等于控 制体该种物理量的时间变化率加上单位时间内经过控制面 的净通量。
d dt
V
dV
t
CV
dV
CS
vndA
0
因此，连续性方程的一般表达形式为：
t
CV
dV
CS
vndA
0
连续性方程是质量守恒定律在流体力学中的表现形式。
对定常流动，连续性方程简化为：
CS vndA 0
§3.4 连续性方程
对一维管流，取有效截面 A1 和 A2，及
v2
管壁 A3 组成的封闭空间为控制体：
ay
dv y dt
v y t
vx
v y x
vy
v y y
vz
v y z
az
【课件】发动机原理第三次课 §1-2热力学第一定律
第三次课 §1-2 热力学第一定律
热力学第一定律
• 定义：能量转换和守恒定律指出：“各种能量可以相互转换，但它们 的总和保持不变”。其热力学上的应用——热力学第一定律。 • 在工程热力学中：主要是说明机械能和热能在转换中的守恒。它们可 以表达为： • “热能可以转换为机械功，机械功也可以转换为热能，一定量的热能 可以转化为数量相当的机械功，一定量的机械功也可以转化为数量相 当的热。” • 国际单位制统一规定：功、热的单位都使用焦耳。这时： Q=W [J] • If 功——kgm；热——kcal；则 Q=AW or W=JQ • 式中：A——功的热当量； • J——热的功当量；J=1/A=427kgm/kcal=4.1868kJ/kcal。 • 热力学第一定律应用到不同的热力学系统的能量转换过程中去，可以 得到不同的能量平衡方程。任何热力系的能量转换过程都必须遵循：
• 作业2： • 从p-v、T-s角度说明w与q具有同一性。
• 对1kg工质的微元过程：dq=dh+d w技
• 以上三个方程都是开口系统稳定流动能量 平衡方程，它既适用于理想气体，也适用 于实际气体，既适用于可逆过程，也适用 于实际过程。 • 开口系统输出的w技与工质的膨胀功 w也是 不同的。 w=q-∆u； w技=(q-∆u)- (p2v2-p1v1) =(q-∆u)-∆(pv) • ㈡开口系统能量平衡方程的应用（略） 开口系统能量平衡方程的应用（
1 1
2
2
• 熵是一个导出的状态参数，熵有如下性质： • 1.熵是一个状态参数，如已知系统两个独立的状态参数， 即可求出熵的值； • 2. 只有在平衡状态下，熵才有确定值； • 3. 与内能和焓一样，通常只需求出熵的变化量∆s，而不 必求熵的绝对值。熵的零点也可以任意选择，例如取0℃ 的熵为零点； • 4. 熵是可加量，mkg 工质的熵是1kg工质熵的m倍， S=ms； • 5. 在可逆过程中，熵的变化可以判断热量的传递方向： ds>0系统吸热，ds=0系统绝热，ds<0系统放热
热力学第一定律
• 定义：能量转换和守恒定律指出：“各种能量可以相互转换，但它们 的总和保持不变”。其热力学上的应用——热力学第一定律。 • 在工程热力学中：主要是说明机械能和热能在转换中的守恒。它们可 以表达为： • “热能可以转换为机械功，机械功也可以转换为热能，一定量的热能 可以转化为数量相当的机械功，一定量的机械功也可以转化为数量相 当的热。” • 国际单位制统一规定：功、热的单位都使用焦耳。这时： Q=W [J] • If 功——kgm；热——kcal；则 Q=AW or W=JQ • 式中：A——功的热当量； • J——热的功当量；J=1/A=427kgm/kcal=4.1868kJ/kcal。 • 热力学第一定律应用到不同的热力学系统的能量转换过程中去，可以 得到不同的能量平衡方程。任何热力系的能量转换过程都必须遵循：
• 作业2： • 从p-v、T-s角度说明w与q具有同一性。
• 对1kg工质的微元过程：dq=dh+d w技
• 以上三个方程都是开口系统稳定流动能量 平衡方程，它既适用于理想气体，也适用 于实际气体，既适用于可逆过程，也适用 于实际过程。 • 开口系统输出的w技与工质的膨胀功 w也是 不同的。 w=q-∆u； w技=(q-∆u)- (p2v2-p1v1) =(q-∆u)-∆(pv) • ㈡开口系统能量平衡方程的应用（略） 开口系统能量平衡方程的应用（
1 1
2
2
• 熵是一个导出的状态参数，熵有如下性质： • 1.熵是一个状态参数，如已知系统两个独立的状态参数， 即可求出熵的值； • 2. 只有在平衡状态下，熵才有确定值； • 3. 与内能和焓一样，通常只需求出熵的变化量∆s，而不 必求熵的绝对值。熵的零点也可以任意选择，例如取0℃ 的熵为零点； • 4. 熵是可加量，mkg 工质的熵是1kg工质熵的m倍， S=ms； • 5. 在可逆过程中，熵的变化可以判断热量的传递方向： ds>0系统吸热，ds=0系统绝热，ds<0系统放热
新教材鲁科版物理必修第三册课件：第3章 恒定电流 章末综合提升
第3章 恒定电流
章末综合提升
NO.1 巩固层·知识整合
NO.2
提升层·题型探究
主题1 主题2ຫໍສະໝຸດ 主题 1 非纯电阻电路的分析与计算 1．在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，此时不可用欧姆定 律求电流，应用 P＝UI 求解电流。 2．在非纯电阻电路中，电功大于电热，即 W＞Q，这时电功只 能用 W＝UIt 计算，电热只能用 Q＝I2Rt 计算，两式不能通用。 3．注意电路中的能量转化关系 W＝Q＋E 其他，E 其他为其他形式 的能。
【典例 1】 如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的 电阻为 r＝1 Ω，电动机两端的电压为 5 V，电路中的电流为 1 A，重 物的重力为 20 N，不计摩擦，则：
(1)电动机线圈电阻消耗的热功率是________ W。 (2)电动机的输入功率和输出功率分别是_____ W、______ W。 (3)10 s 内，可以把重物匀速提升的高度是________ m。 (4)这台电动机的机械效率是________%。
(2)实物图连线如图所示。
(3)电阻箱阻值为 0 时，电压表满偏电压 Ug＝2.5 V，电阻箱阻值 R＝630.0 Ω 时，电压表的示数 UV＝2.00 V，此时电阻箱两端的电压 UR＝Ug－UV＝0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得UUVR＝RRg， 故 Rg＝UUVRR＝20..050×630.0 Ω＝2 520 Ω。
【典例 2】 某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压 表 的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱 R(最大阻 值 99 999.9 Ω)，滑动变阻器 R1(最大阻值 50 Ω)，滑动变阻器 R2(最大 阻值 5 kΩ)，直流电源 E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干。
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NO.2
提升层·题型探究
主题1 主题2ຫໍສະໝຸດ 主题 1 非纯电阻电路的分析与计算 1．在非纯电阻电路中，欧姆定律不再适用，此时不可用欧姆定 律求电流，应用 P＝UI 求解电流。 2．在非纯电阻电路中，电功大于电热，即 W＞Q，这时电功只 能用 W＝UIt 计算，电热只能用 Q＝I2Rt 计算，两式不能通用。 3．注意电路中的能量转化关系 W＝Q＋E 其他，E 其他为其他形式 的能。
【典例 1】 如图所示为电动机提升重物的装置，电动机线圈的 电阻为 r＝1 Ω，电动机两端的电压为 5 V，电路中的电流为 1 A，重 物的重力为 20 N，不计摩擦，则：
(1)电动机线圈电阻消耗的热功率是________ W。 (2)电动机的输入功率和输出功率分别是_____ W、______ W。 (3)10 s 内，可以把重物匀速提升的高度是________ m。 (4)这台电动机的机械效率是________%。
(2)实物图连线如图所示。
(3)电阻箱阻值为 0 时，电压表满偏电压 Ug＝2.5 V，电阻箱阻值 R＝630.0 Ω 时，电压表的示数 UV＝2.00 V，此时电阻箱两端的电压 UR＝Ug－UV＝0.5 V，根据串联电路电压与电阻成正比可得UUVR＝RRg， 故 Rg＝UUVRR＝20..050×630.0 Ω＝2 520 Ω。
【典例 2】 某同学利用图(a)所示电路测量量程为 2.5 V 的电压 表 的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱 R(最大阻 值 99 999.9 Ω)，滑动变阻器 R1(最大阻值 50 Ω)，滑动变阻器 R2(最大 阻值 5 kΩ)，直流电源 E(电动势 3 V)，开关 1 个，导线若干。
三相交流异步电动机的启动调速及制动
三相交流异步电动机的启动调速及制动一、三相交流异步电动机的启动电动机从接入电网开始转动，逐渐增加转速一直达到正常转速为止，这段过程为启动过程，通常只有几十分之一描到几秒钟。
启动电流与启动转矩是衡量电动机好坏的主要依据。
电动机开始转动时转子电路中感应电动势最大，一般为额定情况下的20倍左右。
但由于此时转子电抗也最大，故转子电流为额定情况下的5-8倍。
由于异步电动机转子电能是由定子绕组供给的，所以定子绕组中的电流亦将为额定时的4・7倍。
起动时虽然转子电流较大，但此时电抗也很大，则使转子功率因数cosΦ2很小，所以启动转矩并不大。
启动电流大，电网电压降大，影响其他电气设备的正常工作；其次对于频繁开、停的设备将使其电动机发热，影响电动机的寿命。
启动转矩小，电动机不能带负载启动或是启动时间过长而使电动机温升过高。
衡量电动机启动性能的好坏，主要有如下三点：1、启动电流尽可能小；2、启动转矩尽可能大些；3、启动设备简单、经济，操作方便二、三相鼠笼式异步电动机的启动1、全压启动把电动机直接接到电压与电动机额定电压相等的电网上则称为全压启动。
这种方法的优点是操作简便，成本低；但启动电流较大。
为了保证电动机启动时不引起电网电压下降太多，电动机的额定容量满足下列经验公式的要求时才允许全压启动：Ist∕IR<3∕4+上述表达式中ISt表示电动机起动电流，IR表示电动机额定电流，一般情况下1st大约为4~7倍，因为电动机的额定容量不超过电源变压器容量的15%~20%时都允许全压启动。
2、降压扇动降压起动是用降低电动机端电压的办法来减小启动电流。
当电压降低时起动转矩按电压的平方成正比例下降，故此种方法适用于空载或轻载情况下起动。
降压起动有三种方法：a.串电阻降压起动：这种方法是在三相定子绕组中串接相同电阻（或变阻器）。
分手动与自动控制两种。
b.星形一三角形降压起动：这种起动方法适用于工作时定子绕组为三角形接法的电动机。
化学反应工程备课-第三章
非理想流动模型
偏离活塞流的产生的原因： ——涡流、湍动或流体碰撞 反应器中的填料或催化剂引 起旋涡运动(a) ； ——垂直于流体流动方向截 面上的流速不均匀(b)；
——填料或催化刑装填不均 匀引起的沟流或短路(c)；
——存在死角。
偏离全混流的几种情况 ——搅拌不均匀造成死角(a)； ——进、出门管线设置不好引起短路(b)； ——搅拌造成再循环。
（2）浓度效应 ——主反应级数大于副反应级数，即需要cA高时，可以采用 活塞流反应器(或间歇反应器)；或使用浓度高的原料，或采用 较低的单程转化率等
——主反应级数小于副反应级数，即需要cA 低时，可以采用全 混流反应器；或使用浓度低的原料(也可加人情性稀释剂，也 可用部分反应后的物料循环以降低进料中反应物的浓度)；或 采用较高的转化率等。
设计和优化的基础。
反应器就流体的返混情况而言，抽象出两种极限的情况： （1）完全没有返混的活塞流反应器——实际生产中的多数管 式反应器及固定床催化反应器。 （2）返混达到极大值的全混流反应器——多数槽式反应器。
流动模型概述
（1）间歇反应器 反应物料间歇加入与取出，反应物料的温度、浓度等操作
参数随时间而变，不随空间位置而变，所有物料质点在器内 的反应时间相同。
——对复合反混中的平行反应，若主反应级数低于副反应级 数，对复合反应中的连串反应选择率下降。若主反应级数高 于副反应级数，返混使主产物选择率下降，返混使主产物选 择率提高。
——对复合反应中的连串反应，返混使反应物浓度降低，产 物浓度提高，因而使主产物的选择率下降。 （2）逗留时间分布 ——逗留时间分布密度
全混流反应器中由于返混，整个反应器的推动力等于出口处反 应推动力。
——如果在相同温度、相同进、出口浓度， CA0、CAf 、 CA*相
化工基础课第三章 流体流动及流体输送设备
为 1.5m，管路阻力损失可按 hf = 5.5u2
计算（不包括导管出口的局部阻力），溶 液密度为 1100kg/m3。
试计算：送液量每小时为 3m3 时，容器 B 内应保持的真空度。
pa
1
22
p真
抽真空
1.5m
B
1
A
解：取容器A的液面1-1截面为基准面，导液管出口为2-2截面， 在该两截面间列柏努利方程，有
z2 g
u22 2
5.5u22
1.5 9.81 6.01.182 1100 2.54104 Pa
ZYNC 化学系
3.3流体压力和流量的测量
1．流体压力的测量---U形管压力计 2．流体流量的测量---孔板流量计、文丘里流量计、
转子流量计
ZYNC 化学系
1．流体压力的测量---U形管压力计
ZYNC 化学系
⑴ 粘度μ的物理意义：
y
设有上、下两块平行放置、 面积很大、相距很近的夹板，板 间充满流体，下板固定，以一推 动力F推动上平板以u恒速运动。
y y
经实验证明，此时： 引入比例系数μ，有：
F u A y
F u A
y
ZYNC 化学系
⑵ 粘度 : 单位：Pa·s，泊P：g·cm-1·s-1
量，其原理与孔板流量计相同。
结构：采取渐缩后渐扩的流道，避免使流体出现边界层分离而
产生旋涡，因此阻力损失较小。
qv u0S0 cvS0
2gR(i )
ZYNC 化学系
文丘里流量计
ZYNC 化学系
⑶ 转子流量计 原理：
流体出口
转子上下截面由于压差（p1－p2）所形成的
向上推力与转子的重力相平衡。稳定位置与流
计算（不包括导管出口的局部阻力），溶 液密度为 1100kg/m3。
试计算：送液量每小时为 3m3 时，容器 B 内应保持的真空度。
pa
1
22
p真
抽真空
1.5m
B
1
A
解：取容器A的液面1-1截面为基准面，导液管出口为2-2截面， 在该两截面间列柏努利方程，有
z2 g
u22 2
5.5u22
1.5 9.81 6.01.182 1100 2.54104 Pa
ZYNC 化学系
3.3流体压力和流量的测量
1．流体压力的测量---U形管压力计 2．流体流量的测量---孔板流量计、文丘里流量计、
转子流量计
ZYNC 化学系
1．流体压力的测量---U形管压力计
ZYNC 化学系
⑴ 粘度μ的物理意义：
y
设有上、下两块平行放置、 面积很大、相距很近的夹板，板 间充满流体，下板固定，以一推 动力F推动上平板以u恒速运动。
y y
经实验证明，此时： 引入比例系数μ，有：
F u A y
F u A
y
ZYNC 化学系
⑵ 粘度 : 单位：Pa·s，泊P：g·cm-1·s-1
量，其原理与孔板流量计相同。
结构：采取渐缩后渐扩的流道，避免使流体出现边界层分离而
产生旋涡，因此阻力损失较小。
qv u0S0 cvS0
2gR(i )
ZYNC 化学系
文丘里流量计
ZYNC 化学系
⑶ 转子流量计 原理：
流体出口
转子上下截面由于压差（p1－p2）所形成的
向上推力与转子的重力相平衡。稳定位置与流
新教材鲁科必修第三册 第3章 第1节 电流 课件(43张)
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12
AD [在国际单位制中，共有七个基本物理量，电流是其中之 一，A 正确；电流是单位时间内流过导体某一横截面的电荷量的多 少，则 B、C 错误，D 正确．]
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13
合作探究 攻重难
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14
电流的理解与计算
1.电流形成的条件 (1)回路中存在自由电荷是形成电流的条件． (2)电压也是导体中形成电流的条件． (3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件．
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3
自主预习 探新知
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4
一、电流的形成 1．形成电流的条件：(1) 自由电荷 ；(2) 电压 ． 2．形成持续电流的条件： 导体两端有持续电压 ． 3．电流的速度：等于 电场 的传播速度，它等于 3.0×108 m/s. 4．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以 105 m/s 的平均速率做无规则的运动． 5．电子定向移动的速率：数量级大约是 10－5 m/s，被形象的 称为“电子漂移”．
(1)加上电压后，导体中的电场是以光速传播的． ( √ ) (2)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做
定向移动的． (3)电流既有大小又有方向，是矢量．
(√ ) ( ×)
[提示] 电流是标量．
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(4)由 I＝qt 可知，I 与 q 成正比． [提示] I 与 q、t 无关．
8
I＝qt ＝|q1|＋t |q2|＝1.0×1018×21.6×10－19 A ＋1.0×1018×21.6×10－19 A＝0.16 A. [答案] 由 A 指向 B 0.16 A
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19
应用公式I＝qt 需注意的三个问题
(1)公式I＝
q t
12
AD [在国际单位制中，共有七个基本物理量，电流是其中之 一，A 正确；电流是单位时间内流过导体某一横截面的电荷量的多 少，则 B、C 错误，D 正确．]
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13
合作探究 攻重难
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14
电流的理解与计算
1.电流形成的条件 (1)回路中存在自由电荷是形成电流的条件． (2)电压也是导体中形成电流的条件． (3)导体两端有持续电压是导体中形成持续电流的条件．
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4
一、电流的形成 1．形成电流的条件：(1) 自由电荷 ；(2) 电压 ． 2．形成持续电流的条件： 导体两端有持续电压 ． 3．电流的速度：等于 电场 的传播速度，它等于 3.0×108 m/s. 4．自由电子的运动速率：常温下，金属内的自由电子以 105 m/s 的平均速率做无规则的运动． 5．电子定向移动的速率：数量级大约是 10－5 m/s，被形象的 称为“电子漂移”．
(1)加上电压后，导体中的电场是以光速传播的． ( √ ) (2)导体中的自由电荷是在导体中的电场施加的电场力作用下做
定向移动的． (3)电流既有大小又有方向，是矢量．
(√ ) ( ×)
[提示] 电流是标量．
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(4)由 I＝qt 可知，I 与 q 成正比． [提示] I 与 q、t 无关．
8
I＝qt ＝|q1|＋t |q2|＝1.0×1018×21.6×10－19 A ＋1.0×1018×21.6×10－19 A＝0.16 A. [答案] 由 A 指向 B 0.16 A
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19
应用公式I＝qt 需注意的三个问题
(1)公式I＝
q t
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0.30m6/s
窦国仁公式
Uc0.32ln 11 K hssgd 0.19 gh dk1/2
0.3 2ln 1 102 .0051.6 5980 0.000 5.1 9982 0 00.0 2.01 0135 042.561/2 3.05cm /s0.30m5 /s
27
沙玉清公式
Uc0.26d 71/46.67 1600.7e4d21/2h1/5 sgD
29
若令h代表水深，ha代表与大气压力相应的水柱高度，
N(hha)
N
d1
s
d
Nd2
Na4d2dd1shha
（3-4）
15
3.起动临界条件下力的平衡方程式
水流方向
FD
K2D o
K 4D K3D
K1D
N
W
FL
如泥沙起动按滚动模式考虑，则表达颗粒临界起动条件 的动力平衡方程式为
K 1 d F D K 2 d F L K 3 d W K 4 d N （3-5）
5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
（3-7）
u
um
y h
m
（3-8）
Uh 10humh ymdy1u m m （3-9）
u m 1m U
17
5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
u
um
y h
m
u m 1m U
点流速与垂线平均流速的关系
u1m ymU
h
（3-10）
取
yd
近底作用流速与平均流速的关系式
（3-34）
公式单位为g、cm、s制。
式中：δ为薄膜水参数，可取 0 .21 13 4 0 cm
k 为粘结力参数， k2.5c6m 3/s2
K s 为河床粗糙度， d0.5m,mK s0 .5 m m 0 .0c5m d0.5m,mKs d
23
沙玉清公式
U c 0 .2 6 d 1 /7 4 6 .6 1 76 0 .7 e 4 d 2 1 /2 h 1 /5 sgd
U c d h 0 .1 1 4.6 7 sd 6 .0 1 5 7 0 1 d 0 .7 0 h 2 1 /2
（3-13）
20
3.2.1.2 唐存本公式 唐存本观点
认为存在于细颗粒泥沙之间的粘结力，主要是由于沙 粒表面与粘结水之间的分子引力造成的。
唐存本粘结力表达式
；
N
d
' c'
n
c
Байду номын сангаас
（3-16）
21
3.2.1.2 唐存本公式
U c1 1m d h m 3.2sg d s's'0 1
0 C 1/2
d
（3-18）
式中 指数m对于天然河道为1/6，
对于平整床面（如实验室水槽或d<0.01mm的天然河道）
为
m
1
d 0.06
（3-19）
4.7 h
28
课后思考题
1、某宽浅水槽水深h=20cm，坡降J=1%，槽底铺 有d=0.6mm的均匀散粒体泥沙，问当水温t=20℃时， ν=10-6m2/s ，判断泥沙是否起动?
2、张瑞瑾、唐存本、窦国仁关于粘结力形成的观点如何？
3、怎样表示泥沙的起动条件？实验室如何定性判别床面 泥沙是否起动？ 4、某河道型水库长20Km，河床坡降0.0001，当入库流量为 1000m3/s时，全库区平均河宽为200m，回水末端以上平均 水深为5m，库区河床为均匀沙，D50=3mm。问在上述水流 条件下，回水末端以上河床的泥沙会不会向坝前推移？到达何 处将停止推移？（库区水面接近水平，起动流速由沙莫夫公式 计算）
' s
：考虑空隙在内的床面泥沙的实际干密度；
；
' s
0
：床面泥沙达到密实后的稳定干容重， 其
值为1.6t/m3。
C： 粘结力系数， C 2 .8 4 1 4 N 2 0 /m
22
3.2.1.3 窦国仁公式
认为粘结力应由水对床面颗粒的下压力及颗粒间的分子引 力两部分组成。
U c 0 .7 l4 g 1K h 1 s sg d 0 .1g 9d h k 1 /2
（3-11）
18
3.2.1.1 张瑞瑾公式 5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
U cC 1 d h m sg dC 2 d d 1 sghh a 1/2
（3-11）
其中
1
C11m 1mK1CDa 21K 3a K 32CLa22
C2
K4a4 K 3a3
19
3.2.1.1 张瑞瑾公式
第3章 泥沙的起动
1、泥沙的起动：在一定的条件下，床面泥沙由静止转 为运动的现象。
2、泥沙的起动条件：泥沙颗粒由静止状态转为运动状态
基 本
时的临界水流条件，称起动的条件。
概
念
3、起动流速：当用水流垂线平均流速来表示起动条件时，
该流速称为临界起动流速。
起动条件可用起动流速或起动拖曳力表示。
4、起动拖曳力：当用水流剪切力表示起动条件时，该剪 切力称为起动拖曳力。
第四步，通过实验确定公式中的待定系数，得泥沙起动条 件的计算公式。
8
3.2 均匀沙的起动条件
床面泥沙颗粒的受力情况
水流方向
FD
K2D
o K 4D K3D
N
W
FL
K1D
促使泥沙起动的力：推力FD和举力FL 抗拒泥沙起动的力：重力W和粘结力N
9
粘结力 当泥沙粒径很细，颗粒间的空隙非常小，沙粒表面包裹着一 层吸附水膜，其厚度一般为0.25～0.5μm，当两颗泥沙相 接触时，各吸附水膜形成公共水膜。这样颗粒间会由于分子 的引力产生一种力，这种力称为粘结力。
即粘结力与颗粒粒径的s次方成反比。
N
d1
s
d
13
2. 张瑞瑾粘结力的数学表达式 粘结力与下列因素有关： ② 与颗粒之间水膜的有效接触面积成正比，
颗粒间公共水膜的面积可用沙粒在水平面上的投影 来表示，
Nd2
14
2. 张瑞瑾粘结力的数学表达式 粘结力与下列因素有关：
③与沙粒所受的铅直下压力成正比。
16
4. 用近底作用流速表示的起动流速公式
1
1
u b u b c K 1 C D a 2 1 K 3 a K 3 2 C L a 2 2 sg d K K 3 a 4 3N d 2 2（3-6）
1
1
u b u b c K 1 C D a 2 1 K 3 a K 3 2 C L a 2 2 sg d K K 3 4 a a 4 3 d d 1 sg h h a 2
1
3.1 泥沙起动的随机性和起动判别标准
3.1.1 泥沙起动的随机性 1 、当着眼于一颗特定泥沙的起动时，由于流速和拖 曳力的脉动，起动具有随机性；
2、 当着眼于特定床面多颗泥沙的起动时，则除流速 和拖曳力脉动外，还受颗粒的大小、形状及位置差异 的影响，起动更具有随机性。
2
3.1 .2 泥沙起动的判别标准 1 定性标准
25
例: 对于d=0.5mm粒径的泥沙颗粒，分别采用沙莫夫公式 和岗恰洛夫公式计算水深为1m时的起动流速值。
解： 沙莫夫公式
1
Uc
1.14
s
gd h d
6
1.14
1.659.80.5103
0.51103
1/6
0.36m/ s
岗恰洛夫公式
Uc
1.07lg8.8h d95
s gd
1.07lg0.58.81103 1.659.80.5103
少量起动
P 2 P u b u c u c 2 u b 1 . 7 u c 0 4 . 022
大量起动
P 3 P u b u c u c u b 1 .7 u 3 c 0 . 158
7
3.2 均匀沙的起动条件 建立泥沙起动公式的一般步骤 第一步，确定作用力的表达式； 第二步，根据起动模式，确定起动临界条件下力的平衡方 程式； 第三步，推导泥沙起动公式的一般结构形式；
4
2、定量标准（窦国仁方法）
u b 瞬时底流速，其分布符合正态分布， u c 为起动底流速， u c 为时均起动底流速， ub 为瞬时底流速的均方差。
在河床附近瞬时底流速的均方差稍大于时均起 动底流速的1/3， ub 0.37uc
5
2、定量标准（窦国仁方法）
窦国仁取
u b u c 3u b 、 u c 2u b 、 u cu b
10
床面泥沙颗粒的作用力的表达式
推力和举力实质上是绕流阻力在水平方向和垂直方 向的分力。
FDCDd 42u 2b 2CDa1d22 ub g 2
（3-1）
FLCLd 42u 2b 2CLa2d22 ub g 2
（3-2）
重力
W a3sd3
（3-3）
粘结力N?
11
3.2.1 均匀沙散粒体及粘性泥沙的 统一起动流速公式
①、无泥沙运动（静止） ②、轻微的泥沙运动（弱动） ③、中等强度的泥沙运动（中动） ④、普遍性的泥沙运动（普动）
目前实验室将弱动即很少量的泥沙在运动作为泥沙起动 的判别标准。
3
2、定量标准（窦国仁方法）
窦国仁考虑了水流脉动对起动的影响，但不考虑床沙粗细及 其所在位置对起动流速的影响，得出相应于弱动（个别起 动）、中动（少量起动）和普动（大量起动）三种运动强度 的起动概率。
5. 用垂线平均流速表示的起动流速公式
U cC 1 d h m sg dC 2 d d 1 sghh a 1/2
（3-11）
其中C1=1.34, C2=0.00000496, s=0.72, m=0.14, 参考粒径d=1mm,将以上参数代入 式（3-11），并将公式中各变量均采用国际单位（kg、 m、s制），得