流体流动与机械习题课教学文稿
流体机械课程设计
流体机械课程设计说明书题目：流体机械课程设计课程：流体机械原理专业：热能与动力工程班级：学号：姓名：指导教师：日期：2013.12.18——2014.1.11目录Ⅰ.课程设计的目的与要求 (1)Ⅱ.设计任务 (1)Ⅲ.叶轮的水力设计 (1)一.确定比转速ns (1)二.叶轮进口部分计算 (1)三.叶轮出口部分计算 (2)四.叶片数的选择和叶片其他参数的确定 (3)Ⅳ.叶轮的绘型 (4)一.画出轴面图 (4)二.验证过流部件的合理性 (5)三.绘制截面流线 (6)四.绘制中间流线 (6)五.将三条流线分点 (7)六.绘制流面展开方格网 (8)七.构造需要的主要截面流线 (9)八.设计叶片厚度分布 (10)九.构造等分线及绘制木模图 (12)Ⅰ.课程设计的目的与要求1、设计目的通过流体机械课程设计的实践教学，进一步加深对课堂知识的理解，初步掌握运用流体机械基本知识进行离心泵、轴流泵叶轮的水力设计及木模图的绘制，培养学生独立解决工程实际问题的能力。
2、要求（1）熟悉离心泵、轴流泵叶轮设计的一般原则、主要设计内容及设计要求；（2）学会收集、分析和运用水泵设计的有关资料和数据，初步掌握水泵设计基本流程；（3）培养CAD 绘图的能力；（4）培养提高独立工作能力、创造能力及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力；（5）课程设计应各自独立进行，按期完成任务，提交规定的成果，不得抄袭。
Ⅱ.设计任务要求设计一台离心泵，其设计参数及相关条件如下：（1）流量Q=0.15m 3/s 。
（2）扬程H=27m 。
（3）转速n=1450r/min 。
（4）最大吸上真空度H s=5.7m 。
（5）效率%80~75=η。
（6）抽送介质为清水。
Ⅲ.叶轮的水力设计一.确定比转速ns ：1732715.0145065.365.34343=⨯⨯==H Qn n sn s 在30~300之间，故选用单级单吸式离心泵。
二.叶轮进口部分计算：2.1 确定叶轮进口直径D 0兼顾汽蚀与效率，k 0=4.0mm n Q k D 188145015.04'330=⨯== 单级单吸式离心泵，取d h =0mm d D n 188'D 220=+= 2.2 确定叶片入口边直径D 1n s =173 取mm D D 1699.001== 2.3 确定叶片入口处绝对速度v 1取sm v v s m D Q A Q v 4.54.5401200=====π2.4 确定叶片入口宽度b 1m m v D Q QQ vv 55'b '95.0111====πηη取 2.5 确定叶片入口处圆周速度u 1s m n D u 8.12601450169.06011=⨯⨯==ππ 2.6 确定入口轴面速度v m1由n s =173，查图可知：k m1=0.219 g 取9.8m/s 2sm gH k v m m 0.5278.92219.0211=⨯⨯== 2.7 确定叶片入口安放角1β3.21arctan '11==u v m β 取 5=∆β 3.26'11=∆+=βββ 取 271=β三.叶轮出口部分计算3.1 确定叶轮出口直径D 2s m n u m m ngH k n k D s D 36.2560D 3342D 21)100(2.192222612======π同时可得：2 合适取可取查表得：由245.23)sin arcsin(25.16.32158.0,173********========βββm m m m m s v v m m smgH k v k n 3.3 确定叶轮出口宽度2bm m ngH k b n k b s b 47296.2)100(30.222232==== 3.4 确定叶轮出口绝对速度与圆周速度的夹角 sm v v v v v s m pv v p s m v u v m u u m u u m u 26.1208.17arctan 72.111457.008.17tan 2222222'2222222=+===∂=+===-=∞∞易知β 四.叶片数的选择和叶片其他参数的确定4.1 叶片数的选择选择叶片数：根据比转速s n173=s n 5=Z 取4.2 确定叶片厚度4.3 计算叶片入口排挤系数1ε1.1sin 11111=-=βδππεZ D D 式中mm 5.21=δ----入口处的叶片实际厚度2 1.1sin 22222=-=βδππεZ D D 式中mm 42=δ----出口处的叶片实际厚度4.5 确定叶片包角ϕ取 100=ϕⅣ.叶轮的绘型一.画出轴面图轴面投影图绘制的已知控制尺寸只有四个：叶轮半径，叶轮进口直径，叶轮出口宽度和轮毂直径，所绘轴面投影图应当满足这四个已知尺寸。
流体输送课程教案模板范文
课程名称：流体输送课程编号：XX0XX授课教师：[教师姓名]授课班级：[班级名称]授课时间：[具体时间]授课地点：[具体地点]一、教学目标1. 知识目标：（1）使学生掌握流体输送的基本原理和流体流动的基本规律。
（2）了解流体输送设备的类型、结构、工作原理和操作方法。
（3）熟悉流体输送过程中的能量损失和输送效率的计算方法。
2. 能力目标：（1）培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。
（2）提高学生的实验操作技能和工程实践能力。
3. 素质目标：（1）培养学生的团队合作精神。
（2）提高学生的创新意识和环保意识。
二、教学内容1. 流体输送基本原理（1）流体的定义和分类（2）流体流动的基本规律（3）流体流动的基本参数：流速、流量、压力等2. 流体输送设备（1）泵类设备：离心泵、轴流泵、混流泵等（2）风机类设备：轴流风机、离心风机等（3）压缩机类设备：往复式压缩机、螺杆压缩机等3. 流体输送过程中的能量损失和输送效率（1）摩擦损失（2）局部损失（3）泵的效率4. 流体输送设备操作与控制（1）泵类设备的操作与维护（2）风机类设备的操作与维护（3）压缩机类设备的操作与维护三、教学方法1. 讲授法：讲解流体输送基本原理、流体流动基本规律、流体输送设备类型及操作方法等理论知识。
2. 案例分析法：结合实际工程案例，引导学生分析流体输送过程中可能出现的问题及解决方法。
3. 实验教学法：通过实验操作，使学生掌握流体输送设备的操作技能和实验数据采集方法。
4. 讨论法：组织学生围绕特定问题进行讨论，提高学生的创新意识和团队合作精神。
四、教学过程1. 导入新课：简要介绍流体输送在化工生产中的重要性，激发学生的学习兴趣。
2. 讲授新课：按照教学内容，依次讲解流体输送基本原理、流体输送设备、流体输送过程中的能量损失和输送效率等知识。
3. 案例分析：结合实际工程案例，引导学生分析流体输送过程中可能出现的问题及解决方法。
4. 实验教学：组织学生进行实验操作，使学生掌握流体输送设备的操作技能和实验数据采集方法。
流体流动习题课.ppt
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如果qv1 qv2
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阻力平方区， 不变。
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1 2 (i )gR
1 u12 2 u22
流体流动习题课
一、概念题
1 教材思考题
主要内容
2 综合练习填空题 3 综合练习选择题
二、例题
三、作业中的问题
2020/10/13
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教材思考题
1-3. 气体粘度由分子不规则热运动引起，升高温 度，热运动加剧，粘度增大。 液体粘度由分子间吸引力引起，升高温度， 吸引力减小，粘度下降。
1-6. 大容器中，气体体积不变，压强不变。 U管1为压强计，不变。 U管2为压差计，虚拟压差变化，读数变化。
a
b
c
（摩擦系数变化不大，管内动能可忽略。）
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h AB
AB
C
a
b
c
1. 换管子 液面到管子出口
gh hf
l λ
d
u2 2
8λ lqv2 π2d 5
qV π
gh d 2.5 8λ l
qV d 2.5
3. 并联管路
qV 75 2.5 1.52.5 2.756 qV 50
关于初中物理液体流动教案5篇
关于初中物理液体流动教案5篇为大家整理的初中物理液体流动教案，如果大家喜欢可以分享给身边的朋友。
初中物理液体流动教案（精选篇1）一、教材分析本节内容选自人教版初中物理八年级下册第九章第2节。
本节主要介绍了液体内部的压强及其大小和应用；学生前面已经学习了压强和压强的计算，为本节课的学习做了很好的铺垫；而本节课作为对压强的进一步深入学习，也为以后继续学习气体压强、流体压强打下很好的基础，在教材中有着承上启下的作用；因此，学好本节课具有重要的意义。
本节课通过探究影响液体压强大小的因素，让学生在自我探究过程中，引导学生观察、分析和总结，激发学生的探究意识。
知道了教材特点，我们再来了解一下学生特点。
也就是我说课的第二部分：学情分析。
二、学情分析学生通过一学期的物理学习，已具备了初步观察实验、分析实验的能力，对利用控制变量法进行科学探究的过程已不再陌生，具体操作时，我适当引导即可，因此我制定了以下教学目标。
三、教学目标知识与技能：（1）通过实验观察，使学生认识到液体内部和液体对容器底部、侧壁都有压强。
（2）通过实验探究：了解影响液体内部压强大小的因素，并学会解释生活中的一些现象。
过程与方法：通过对演示实验的观察，设计实验了解液体内部存在压强，通过运用控制变量法研究问题，掌握液体压强的计算方法，培养学生各方面的探究能力。
情感态度与价值观：通过科学研究方法的教学过程，让学生在体验探究过程，感悟研究物理的过程和方法，享受学习的乐趣。
基于以上教学目标，要上好一堂课，还要明确分析教学的重难点。
四、教学重难点重点：液体内部压强的特点和液体压强的大小。
难点：应用液体压强的特点解决实际问题。
说完了教学重难点，下面我将着重谈谈本堂课的教学过程。
五、教学过程首先是导入环节：在这个环节中，我将向学生们展示生活中一些可以证明液体内部存在压强的现象，由此引出课题。
接下来，我会顺势让学生再例举生活中能体现出液体压强的事例并让学生思考为什么会出现这些现象。
[课件]流体流动、流体输送机械练习题PPT
![[课件]流体流动、流体输送机械练习题PPT](https://img.taocdn.com/s3/m/8bed3f3a227916888486d75d.png)
Q 3 0 3 6 0 0 u 1 . 6 2 m / s 2 2 0 . 7 8 5 d0 . 7 8 5 0 . 0 8 1
20℃水的粘度为1.005cP。
d u p0 . 0 8 1 1 . 6 2 1 0 0 0 5 R e 1 . 3 0 6 1 0 3 1 . 0 0 5 1 0 50 . 3 8 0 . 0 1 2 2 7 0 . 7 5 4 3 / ( 1 . 3 0 5 1 0) 0 . 0 2 0 9
2 l u (3) P P Z Z g B A 1 A B d 2 PA PB 1000 5 g 5.572 43478 Pa
PA 1 gh R 2 g PB h R 5 1 g PA PB 5 g 1 R 0.902 2 1 g
流，局部阻力忽略)?
答案：6330m3/h
四、20 ℃的水在管径为l00mm的直管中流动．管上A、B两点 间的距离为10m，水速为2m／s。A、B间接一个U型压差计， 指示液为CCl4，其密度为1630kg／m3。U型管与管子的接管 中充满水。求下列三种倩况下．①A、B两点间的压差为多少 N／m2，②U型管中读数R＝?指示液哪边高?(1)水在管中水 平流动，(2)管了倾斜30°，水流方向从A到B，λ＝0.32Re-0.2， (3)管子倾斜30 °，水流方向从B到A，(如图)。
2 H 2 2 . 4 5 0 . 5 2 0 0 . 5 1 9 . 9 m 2
则调节阀消耗的功率为
Q ( H H ) g 0 . 5 ( 1 9 . 9 1 7 . 4 ) 1 0 0 0 9 . 8 1 2 2 1 P 2 8 2 W 0 . 2 8 2 K W 6 0 6 0 0 . 7 2 5
流体力学文稿09
第一节 自 由 射 流
二、自由射流截面上的速度分布
试验和理论都证明，在自由射流中与附面层相类似，任一 任一 截面上横向速度u 与纵向速度u 相比是很小的，可以忽略不计， 截面上横向速度 y与纵向速度 x相比是很小的，可以忽略不计， 而认为射流的速度u就等于 而认为射流的速度 就等于ux。 由于自由射流是流体流入无限 就等于 大的空间，所以射流内部各点的静压可认为都等于周围流 射流内部各点的静压力可认为都等于周围流 体介质的静压力。 体介质的静压力。 图9-2为轴对称自由射流不同截面上的速度u沿半径r方向的 分布曲线，射流的喷口直径d0为90mm，出口截面上的气流速 度u0为87m/s，图中s为射流截面至喷口的距离。显然这些曲线 都类似“高斯正态分布曲线”。对于平面自由射流而言，可得 “高斯正态分布曲线” 到与轴对称自由射流相类似的速度分布，如图9-3所示。它是
β0ρu20A0＝∫Aρu2xdA＝常数
(9-2)
式中A0 和u0 分别为射流出口截面的面积和平均流速；β0 为出 口截面的动量修正系数。射流各截面的动量守恒是射流的 射流各截面的动量守恒是射流的 “动力特征”。 动力特征”
第一节 自 由 射 流
3.尾段 尾段 射流外边界自喷口截面起，随着x方向距离的增加逐渐向 外扩张，使边界层越来越厚，理论上可以趋于无限，但实际上 射流外边界扩张到一定程度后就停止扩张，并随着射流中心速 度的衰减，实际边界由两侧又逐渐向轴线收缩，直至汇合成封 闭曲面(或曲线)，这时轴线速度衰减为零。射流实际最大截面 射流实际最大截面 下游的区域称为射流尾段。 下游的区域称为射流尾段。在工程实际中主要是使用射流的主 射流尾段 体段，对于射流尾段没有什么实用意义。
概
射流的分类方法： 射流的分类方法：
流体流动与机械习题讲解和答案
例1：如图所示A 与B 两设备内充满水，两设备之间的U 形管液柱压差计内的指示液为水银。
试说明：（1）1、2、3、4各点压强是否都相等？ （2）5、6、7、8各点压强是否都相等？ （3）9、10、11、12各点压强是否都相等？（4）两U 形压差计读数R 与H 是否相同？为什么？ 解：（1）21p p =，43p p =，但32p p ≠（2截面与3截面之间的流体不是同一种流体） （2）65p p =，但76p p ≠（7截面与8截面之间的流体不是同一种流体） 87p p ≠（原因同上）（3）109p p =， 1110p p =，1211p p ≠（原因同上） （4）H R =设9截面到设备A 、B 的垂直距离为z对于设备A 、B 上的U 形压差计，根据流体静力学基本方程得： gz p p A ρ+=9，gH p p ρ+=311根据等压面条件得：11109p p p ==，43p p = 所以，gz gH p gz gH p p a ρρρρ++=++=0403 而()g H z p p B ρ++=4所以，()gH p p B A ρρ-=-0 （1）对于设备A 、B 下方的U 形压差计，根据流体静力学基本方程得：()gR p p B A ρρ-=-0（2）比较（1）式和（2）式可得：H R =例2：精馏塔底部用蛇管加热，液体的饱和蒸汽压为950kg/m 3，采用л形管出料，л形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管AB 连通。
试求：（1）为保证塔底液面高度不低于1m ，л形管 高度H 应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，л形管出 口液封高度至少应为多少？ 解：（1）因A 、B 连通，所以m H 1= （2）'gH p p p p p a v C B A ρ+====所以，m g p p H a v 86.081.995010013.110093.1'55=⨯⨯-⨯=-=ρ例1：一敞口高位液槽（如图所示），其液面距输液管出口的垂直距离为6m ，液面维持恒定。
流体机械原理教案
流体机械原理教案绪论部分一、流体机械的定义与分类1. 定义：流体机械是以流体（液体或气体）为工作介质，实现能量转换的机械。
泵、风机、压缩机是将抽送流体的能量提高（将电能 机械能流体的能量）。
水轮机、气轮机、燃汽轮机、烟汽轮机等是将流体的能量转换为机械能，然后转换成电能（或机械能）。
射流泵：不同流体之间的能量交换（流体的一部分能量传给另一部分流体）。
综上，流体机械是实现流体能量与机械能之间的转换或在机械内部流体之间能量转换的一种机械。
2．分类：①依能量传递方向不同，可分为原动机和工作机。
a)原动机：将流体的能量转换为机械能的流体机械。
例如：水轮机、汽轮机、燃气轮机、风力机、烟汽轮机。
b)工作机：将机械能转换成流体的能量：泵、风机、压缩机 ②依流体与机械的作用方式：a)容积式：是利用工作室容积的周期性变化来提高液体的能量。
大部分是工作机容积式又可分为两类： a.往复式b.回转式 齿轮式螺杆式 罗茨式 滑片式b)叶片式：能量的转换是在有叶片的转子和饶流叶片的流体之间进行的。
在转子内，叶片的作用使流体速度的大小和方向发生了变化，而流体的惯性力作 切击式水轮机 双击式水轮机泵，风机，压缩机叶片式流体机械 高水头水轮机混（斜）流式水轮机 混流式水轮机，泵，压缩机风机轴流式 轴流风机，压缩机，泵，水轮机③依流体的介质性质分：a)以液体为介质的水力机械：一般认为液体不可压。
b)以气体为工作介质的热力机械：气体可压，压缩过程体积发生变化，伴随着功的传递及气体介质内能发生变化。
对于气体热力机械：可依产生的压力不同将热力机械分为：通风机：P<0.015MPa鼓风机：0.015Mpa<P<0.35MPa压缩机：P>0.35MPa二、流体机械在国民经济中的作用：应用极为广泛，几乎国民经济任何一个部门都用到。
绝大部分发电用叶片流体机械（汽轮机3/4 ，水轮机1/4，另有烟气轮机，风力发电机）。
化工原理-教案-第二章-流体流动
教 学 基 本 内 容新课教授第一节 概述一、流体的密度1。
密度 单位体积流体所具有的质量称为密度，以ρ表示，单位为kg/m 3。
ρ=m/v2。
相对密度 指流体的密度与某一标准物质的密度之比，s ρρ=标 3。
混合液体的密度12121...n n W W W ρρρρ=+++（以1kg 混合液为基准） 4。
混合气体的密度1122...n n x x x ρρρρ=+++（以1m3混合物为基准） 例2-1 由A 、B 组成的某理想混合溶液，其中A 的质量分数为0。
4。
已知常压、20℃下A 和B 的密度分别为879和1106kg/m3.试求该条件下混合液的密度。
二、流体的黏度 1。
黏度 反映流体发生运动时或存在运动趋势时，抵抗运动或均势的能力。
以μ表示，单位Pa ·s 。
2。
牛顿黏性定律 由于流体具有黏性，运动着的流体内部相邻流动层间存在着方向相反、大小相等的相互作用力，称为流体的内摩擦力（τ).=du dy τμ 对一定的流体，内摩擦力与两流体层的速度差成正比；与两层之间的垂直距离成反比. 3. 牛顿型流体：满足牛顿黏性定律的流体,如气体、水及大多数液体。
非牛顿型流体:如油墨、泥浆、高分子溶液及高固体含量的悬浮液等.教 学 基 本 内 容第二节 流体静力学一、流体的压强1. 压强 在流体内部由于流体本身的重力而产生的垂直作用在单位面积上的力称为流体的压强,以p 表示，单位N/m2 P p A = 2. 压强的表达方法 （1）绝对压强 以绝对真空为基准测得的流体压强 (2）表压强 用测压仪表以当地大气压为基准测得的流体压强. 表压强=绝对压强—大气压强 (3)真空度 被测流体的绝对压强小于当地大气压强的真空表读数。
真空度=大气压强—绝对压强 二、流体静力学方程 1。
方程推导 液柱在垂直方向上受到的力有： 重力 ()12G gA z z ρ=- 作用在上表面压力 11P p A = 作用在下表面压力 22P p A = 液柱处于静止状态，垂直方向合力为零：()1122p A gA z z p A ρ+-= 静力学基本方程为：21p p gh ρ=+ 2。
第2章流体的流动过程与输送机械习题解答
pB pA Hg gR1 7.16103 136009.810.4 6.05104 Pa (表)
3. 列管换热器的管束由 121 根 Φ25mm×2.5mm 的钢管组成。空气以 9m/s 的速度在列管内流 动。空气在管内的平均温度为 50℃、压强为 196×103 Pa（表压），当地大气压为 98.7×103 Pa。 试求：⑴ 空气的质量流量；⑵ 操作条件下的空气的体积流量；⑶ 将⑵的计算结果换算为 标准状况下空气的体积流量。 解：
0.343
m3
/s
⑶ 标况下空气的密度 PM 10129 1.29 kg/m3 RT 8.314273
因此，标况下空气的体积流量
qv
qm
1.09
1.29
0.845
m3
/s
4. 水在内径为 250mm 的钢管内流动。已知截面 1-1 处的流速为１m/s，测压管中水柱高为 １m；在截面 2-2 处管内径为 150ｍｍ。试计算在截面 1-1 与 2-2 处产生的水柱高度差ｈ为多 少ｍ水柱？（忽略阻力损失）
=0.316 Re–0.25=0.316 (6734) –0.25=0.0349
以贮酸槽液面 1—1 截面至高位槽管入口 2—2 截面为衡算系统，并以 1—1 截面为基准 面列出伯努利方程：
Z1g+
p1
+ u12 2
= Z2g+
p2
+
u
2 2
2
+
Σhf,1-2
因 Z1=0，u1≈0，p2=0(表压)
10. 硫酸是一种腐蚀性很强的酸，工厂中常用压缩空气和耐压容器（酸蛋）来输送硫酸（见
附图）。现欲将地下贮酸槽中的硫酸以 0.10 m3/min 的流量通过 38 mm×3 mm 的钢管，将酸
12流体流动习题课(多媒体教案不容错过)
BUCT流体流动习题课10BUCT流体流动习题课
水通过倾斜变径管段（ 而流动。已知： 6、水通过倾斜变径管段（ A → B ）而流动。已知： 内径 d1 = 100mm ，内径 d 2 = 200 mm ，水的流 在截面A 处接一U 量 V = 120 m h ，在截面A与B处接一U形管水银压差 计，其读数R=18mm，A、B两点间的垂直距离 其读数R=18mm， R=18mm h=0 试求： h=0.3m。试求： 两截面间的压强差为若干； （1）A、B两截面间的压强差为若干； 管段的流动阻力为若干； （2）A、B管段的流动阻力为若干； 其它条件不变，将管路水平放置， （ 3） 其它条件不变 ， 将管路水平放置 ， U形管读数 两截面间压强差有何变化？ 及A、B两截面间压强差有何变化？
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BUCT
流体流动习题课
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流体流动习题课
5、本题附图所示为精馏塔顶回流装置系统。塔顶列管 本题附图所示为精馏塔顶回流装置系统。 式冷凝器壳方的冷凝液经直径为 φ 22 × 2 mm ，长度 包括所有局部阻力当量长度） 25m （包括所有局部阻力当量长度）为25m的钢管流入塔顶 以作为回流液。冷凝器液面高出管路出口4 以作为回流液。冷凝器液面高出管路出口4m。假设冷 凝器中各处压强相等，汞柱压差计读数R 430mm mm， 凝器中各处压强相等，汞柱压差计读数R1=430mm，塔 顶空间汞柱压差计读数R 450mm mm。 顶空间汞柱压差计读数R2=450mm。冷凝液的密 度 ρ = 920 kg / m 3 ，粘度 µ = 0 .025 Pa ⋅ s，求每小时塔顶的 回流流量？管路的摩擦系数可分别用下式估算： 回流流量？管路的摩擦系数可分别用下式估算： 若液体密度、 层流 λ = 64 Re 湍流 λ = 0.3164 Re 0.25 ;若液体密度、粘度均 比原来增加20 20% 试定性分析流量将如何变化？ 比原来增加20%，试定性分析流量将如何变化？
第二章流体输送机械教案（推荐五篇）
第二章流体输送机械教案（推荐五篇）第一篇：第二章流体输送机械教案***大学《化工原理》A 教案****共 4页第二章流体输送机械（一）【教学目的】掌握管路特性方程；了解离心泵的结构。
【教学时数】 1学时【教学重点与难点】本节无难点。
【教学内容要点】2.1 概述：输送流体所需的能量；压头和流量是流体输送机械的主要技术指标； 2.2 离心泵：2.2.1 离心泵的工作原理：离心泵的主要构件-叶轮和涡壳；离心泵的工作过程；液体在叶片间的运动；等角速度旋转运动的考察方法；离心场力中的机械能守恒；离心泵的理论压头；流量对理论压头的影响；叶片形状对理论压头的影响；液体密度的影响；【教学环节】1．为什么要介绍流体输送机械？（3～5min）2．管路特性曲线的来历，有何物理意义？介绍该曲线有何作用？流体输送机械的分类。
（15min）3．用教学录像演示离心泵的主要构件及工作原理。
（10min）4．离心泵的液体在叶片间的运动规律、能量的分析。
（15min）【课后复习与思考题】1.下次课讲授“2.2离心泵”余下的部分内容，请预习。
***大学《化工原理》A 教案****共 4页第二章流体输送机械（二）【教学目的】掌握离心泵特性曲线的求取方法；理解离心泵流量调节的方法；掌握离心泵安装的有关注意事项。
【教学时数】2学时【教学重点与难点】本节重点为离心泵的特性曲线；离心泵的流量调节与组合操作；离心泵的安装高度的计算；难点离心泵基本方程的推导和离心泵安装高度。
处理方法：先播放“离心泵的气蚀现象”的教学录像片断，然后从理论上分析气蚀发生的原因和后果，为了避免气蚀现象发生，必须规定泵有一定的安装高度，最后推导出安装高度的计算式。
【教学内容要点】2.2 离心泵2.2.2 离心泵的特性曲线：泵的有效功率和效率；离心泵的特性曲线；液体粘度对特性曲线的影响；转速对特性曲线的影响；2.2.3 离心泵的流量调节和组合操作：离心泵的工作点；流量调节；并联泵的合成特性曲线；串联泵的合成特性曲线；组合方式的选择；2.2.4 离心泵的安装高度：气蚀现象；临界气蚀余量和必需气蚀余量；最大允许安装高度； 2.2.5 离心泵的类型与选用：离心泵的类型；离心泵的选用；【教学环节】1．上节课内容的回顾: 请1～2位同学简单地回顾一下上节课所学的有关知识，包括主要内容，目前最大的收获或印象最深的内容以及不清楚的内容。
流体流动 习题课讲解
? 2
u
2 1
?
p2 ? ?
p1 ?
Ef
已知：p1=0(表压)，p2=2.16×106 Pa( 表压)，d=114-2×4=106mm=0.106 m, z1=2.1 m,
? z2=36 m, u1=0, E f ,1?2 ? 122 J/kg
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1 ? d 2?
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5.4 ? 104 0.785 ? 0.106 2 ? 890 ? 3600
Pa
1
1
A
z
2 2
(3) 确定管道内流体压力
例：水在本题附图所示的虹 吸管内作定态流动，管路直径 恒定，水流经管路的能量损失 可以忽略不计，计算管内截面 2-2' ,3-3' ,4-4' 和5-5' 处的 压力，大气压强为 760mmHg ，图中所标注的 尺寸分均析以：求mPm计机械。能衡算式 求u
Ef
?
?
l d
u2 2
?
0.027 10 2.22 0.07 2
?
9.33J/kg
hf
?
Ef g
?
9.33? 0.95m 9.81
? pf ? ? E f ? 998.2 ? 9.33 ? 9313Pa
1. 流体流动的连续性方程是____________；适用于不可压缩流体流 动的连续性方程是_____________。
? 86660Pa
（4）截面5-5 ' 压强
p5
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(E
- gZ5
-
u52 2
)?
? ?130.8 - 9.81? 3- 9.87?? 1000
? 91560Pa
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流体流动与输送机械习题课一、书 1－30某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。
烟囱的直径为2m ，相对粗糙度为0.0004。
烟气在烟囱内的平均温度为200℃，此温度下烟气的密度为0.67kg/m3，黏度0.026mP·s ，烟气流量80000m3/h 。
在烟囱高度范围内，外界大气的平均密度1.15kg/m3，烟囱内底部的压强低于地面大气压0.2kPa ， （1）求此烟囱应有多少高度？（2）试讨论用烟囱排气的必要条件是什么？ （3）提高吸气量，在设计上应采取什么措施？ 答案见陈敏恒习题答案。
二、化工原理习题指导书p45 1－51用压缩空气将密度为1200 kg/m 3的碱液自低位槽送至高位槽，两槽的液面维持恒定。
管子规格为φ60×3.5mm ，各管段的能量损失分别为=∑AB f W ,2,u W CD f =∑，2,5.1u W BC f =∑（J/kg ）（u 为碱液在管内的流速）。
两U 形压差计中的指示液均为水银，R 1=60mm, h=100mm 。
试求（1）压缩空气的压力p 1；（2）U 形压差计读数R 2。
解：（1）201,5.1)(u g R W BC f =-=∑ρρρ05412005112001360081906051012..)(...)(g R u =⨯-⨯⨯=ρρ-ρ=s m u /01.2=∴在低位槽1与高位槽2间列柏努利方程21222212112121-∑+++=++f W p ug z p u g z ρρ 86.13101.25.381.9125.1222222121=⨯+⨯=+++==∑+=-u u u g z W g z p f ρkPa p 2.1581=∴（表压）附图4m12m（2）在低位槽1与B 处3间列柏努利方程31323312112121-∑+++=++f W p ug z p u g z ρρ 232231,231301.22381.941200102.1582121⨯-⨯-⨯=---=∑---=u u g z p W u g z p p AB f ρρρkPa .p 81033=∴（表压）由静力学方程203gR p gh p a ρρ+=-m .....g gh p p R a 780819136001081912001081033032=⨯⨯⨯-⨯=ρρ--=三．如图示常温水由加压贮槽A 以2.94kg/s 的质量流量流向敞口高位槽B ，两槽液面恒定，液面间距为4.43m ，管路中装有孔板流量计和一个截止阀，已知管道为φ57×3.5mm 的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为60m ，截止阀在此开度时的局部阻力系数ξ=7.5。
设系统为完全湍流，管路摩擦系数λ为0.026，已知汞的密度为13600 kg / m 3，水的密度为1000kg/ m 3。
求：（1）加压贮槽A 液面上方所需表压为多少kPa ？（2）阀门前后的压强差)(Pa p ab ∆及汞柱压差计的读数R 2(mm)；（3）若将阀门关小，现读得孔板流量计的读数R 1为原来的0.81倍，设系统仍为完全湍流，λ近似不变，孔板流量计的孔流系数不变，求流速为原来的多少倍？截止阀阻力系数ξ变为多少？（4）定性分析阀门前a 点的压强如何变化？（给出结论及分析过程）解答：(1)s m A G u /5.105.01000785.094.2/2=⨯⨯==ρ 以截面1为基准水平面，在1截面与2截面间列B.E∑-+=2121f h z gp ρ mg u dle l hf 44.481.925.1)5.705.060026.0(2)(2221=⨯+=++=∑∑-ξλ表）(8781.91000)44.443.4()(2121kPa g h z p f =⨯+=+=∑-ρ （2）Pa u 843825.110005.72p 22ab=⨯⨯==∆ξρ2)(gR p i ab ρρ-=∆R 2=8438/[（13600-1000）9.81]=0.0683mm m 3.68=（３）A gR A C u I O O /)/)(2(ρρρ-=Θs m RR u u /35.181.05.1''===∴m h h f f 44.421'21==∑∑-- mgu dle l hf 44.42)(2'''21=++=∑∑-ξλ6.16 ,44.481.9235.1)05.060026.0('2''21==⨯+=∑-ξξm hf（4）1-a 面间列B.E∑-+++=a f ah p u gz gz a 1212ρ由上计算知：关小阀门后，流速减少，↑∴↓∑-a 1p af h四、某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其压头与流量的关系可用H ＝18－6×105Q 2 （H 单位为m ，Q 单位为m 3/s ）来表示。
用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。
两槽均为敞口，且水面维持恒定。
管路系统的总长为20m （包括所有局部阻力的当量长度）,管子的规格φ46×3mm ，摩擦系数可取为0.02，试计算： （1）输水量m 3/h ；（2）若泵的效率为65％，水的密度为1000kg/m 3，离心泵在运转时的轴功率KW ；（3）若将输送系统的高位槽改为密闭容器，其内水面上方的压强为0.5kgf/cm 2(表压)，其它条件均不变，试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化（不必计算，用公式与特性曲线图示说明）解答：五、化工原理习题指导书p46 1－59如附图所示，高位槽中水分别从BC 与BD 两支路排出，其中水面维持恒定。
高位槽液面与两支管出口间的距离为10m 。
AB 管段的内径为38mm 、长为28m ；BC 与BD 支管的内径相同，均为32mm ，长度分别为12m 、 15m （以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。
各段摩擦系数均可取为0.03。
试求：（1）BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全开时的流量； （2）BC 支路与BD 支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。
解：（1）在高位槽液面与BD 管出口外侧列柏努利方程：f W ug z p u g z p ∑+++=++222221112121ρρ 简化 ： fABD W zg ∑=∆而 22222211u d l u d l W W W BD AB fBDfAB fABD λλ+=∑+∑=∑∴ 2032.01503.02038.02803.081.9102221u u ⨯⨯+⨯⨯=⨯ 化简 1.9803.705.112221=+u u 又由连续性方程： 1121221241.1)3238()(u u u d d u === 代入上式：1.9841.103.705.1121221=⨯+u u 解得：s m u /98.11= 流量：h m s m u d q V /08.8/10244.298.1038.0785.043332121=⨯=⨯⨯==-π（2）当 BD ，BC 支路阀均全开时：ΘC ，D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，fBD fBC W W ∑=∑∴22222233u d l u d l BD BC λλ= 附图1022231512u u =∴23118.1u u =∴ (1)又 321V V V q q q += 323222121444u d u d u d πππ+=322212323238u u u +==22118.232u ⨯21502.1u u =∴ (2) 在高位槽液面与BD 出口列柏努利方程： fBD fAB f W W W zg ∑+∑=∑=∆2032.01503.02038.02803.081.9102221u u +=⨯ 1.9803.705.112221=+u u (3) 将（2）代入（3）式中：1.9803.7502.105.1122222=+⨯u u 解得：s m u s m u s m u /96.1/63.2/752.1312===流量：h m s m u d q V /73.10/1098.263.2038.0785.0433321211=⨯=⨯⨯==-πh m s m u d q V /07.5/10408.1752.1032.0785.0433322222=⨯=⨯⨯==-πh m s m u d q V /67.5/10576.196.1032.0785.0433323233=⨯=⨯⨯==-π六、化工原理习题指导p44 1－47如附图所示，水由高位槽经管道从喷嘴流入大气，水槽中水位恒定。
已知d 1=125mm ，d 2=100mm ，喷嘴内径d 3=75mm ，U 形压差计的读数R ＝80mmHg 。
若忽略水在管路中的流动阻力，求水槽的高度H 及喷嘴前压力表读数。
解：在1－2截面间列柏努利方程222221112121u p g z u p g z ++=++ρρ)(21)(21222121u u p p g z z -=-+-ρ 即)(21)(21220u u Rg -=-ρρρ （1） 由连续性方程1121221256.1100125u u u dd u =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= （2） 将（2）代入（1）中，2121212072.0)56.1(21)(u u u Rg =-=-ρρρ s m Rg u /7.3100072.0)100013600(81.908.072.0)(01=⨯-⨯⨯=-=ρρρs m u u /78.57.356.156.112=⨯==喷嘴处流速： s m u u d d u /28.107.3925751251212313=⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= 在水槽与喷嘴出口处列柏努利方程，并简化 m u g H 39.528.1081.92121223=⨯⨯==在喷嘴前后列柏努利方程，并简化2223244u u p =+ρ 喷嘴处压力：kPa u u p 1.36)78.528.10(21000)(22224234=-⨯=-=ρ（表压）七、化工原理习题指导p47 1－62如图所示的输水实验装置，已知泵进、出管路直径相同，内径均为65mm ，两水池液面间的垂直距离为15m ，孔板流量计的孔径为25mm ，流量系数为0.62。
已测得孔板流量计U 形压差计R 1＝0.4m ，泵进、出口间U 形压差计R 2＝1.5m ，指示液均为汞。
试求：（1）泵的有效功率；（2）管路系统的总压头损失； （3）写出此管路特性方程。
解：（1）在泵进、出口间列柏努利方程，简化得mR g g R z z g p p H e 9.181000)100013600(5.1)()()(02021212=-⨯=-=-=-+-=ρρρρρρρ流量：/sm 10025.31000)100013600(81.94.02025.0785.062.0)(23320100-⨯=-⨯⨯⨯⨯⨯=-=ρρρg R A C Q有效功率：W g QH N e 56181.910009.1810025.33=⨯⨯⨯⨯==-ρ （2）在两液面间列柏努利方程，简化得f e h H H ∑+=0m H H h e f 9.3159.180=-=-=∑（3）设管路特性方程为 2215BQ BQ A H e +=+= 将18.9m H /s,m 10025.3e 33=⨯=-Q 代入，23)10025.3(159.18-⨯⨯+=B得 510262.4⨯=B所以管路特性方程为 2510262.415Q H e ⨯+=。