第一章 室外给水排水工程讲解

流体力学的基础知识
? 力学性质 ? 静力学 ? 动力学 ? 阻力和能力损失
（一）力学性质
不能承受拉力，也不能承受剪切力；可承 受较大压力。 （1） 惯性
流体和其它固体物质一样都具有惯性。 流体的密度，即：
ρ=m/V 式中 ：ρ一流体的密度， kg/m3；
m一流体的质量， kg； V一流体的体积， m3。
（2） 粘滞性
（2） 粘滞性 流体在运动时，由于内摩擦力的作用，使流
体具有抵抗相对变形 (运动)的性质，称为流体的 粘滞性。
用流速仪可测得流体管道中某一断面的流速 分布。
μ：动力粘性系数
? ? ? du
dy
式中： τ—— 流体的内摩擦力（粘性切应力）； du/dy ——流体的速度梯度。
?：运动粘性系数：
课时安排
? 第一章 流体力学基本知识和室外给排水工程 (共2 学时)
? 第二章 管材与附件 (共2学时) ? 第三章 建筑给水工程 (共4学时) ? 第四章 建筑消防给水系统 (共4学时) ? 第五章 建筑排水工程 (共6学时) ? 第六章 建筑给排水工程图纸识别 (共2学时) ? 第七章 供暖系统(共2学时) ? 第八章 通风系统(2学时) ? 第九章 空气调节(共2学时) ? 第十章 建筑供配电系统 (共2学时) ? 第十一章 电气照明(共2学时) ? 第十二章 安全用电与建筑防雷（共 2学时）
v? ? ?
ρ——流体的密度。 流体的粘滞性还与流体的 温度和所受压力 有关，
受温度影响大，受压力影响小。
其中：水的粘滞性随温度的增高而减小，而空气 的粘滞性却随温度的增高而增大
（3）压缩性和热胀性
压缩性：流体的压强增大，体积缩小，密度 增大的性质。
热胀性：流体温度升高，体积增大，密度减 小的性质。
故有：
?r ?2h ?? ? 2?r? cos?
h ? ? cos ? ?
式中： γ—液体的容重； r 一玻璃管内径； σ一液体的表面张力系数。
如果把玻璃管垂直竖立在水中，则有下式： h=15/r
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（二）流体静力学
1. 静压强 在一容器的静止水中，取出小水体 I作为隔离体
来进行研究。为保持其静止 (平衡)状态，周围水体对 隔离体有压力作用。设作用于隔离体表面某一微小面 积△w上的总压力是△ P，则△w叫面积上的平均压强 为
建筑设备
学习本课程的要求
1、必须掌握：
建筑给水排水工程设计 的设计原理、设计计 算方法、施工安装方面的基本理论知识以及相关 技术；掌握供暖、通风、空调、供配电和安全用 电的基本知识。必须有工程流体力学、热工学、 物理化学，以及水泵与水泵站、给水工程、污水 处理等相关知识。
2、能力要求：
能够独立完成简单的建筑给水排水系统的设 计方案、设计计算、以识读工程施工图。
常用流体的密度和重度如下： 水在标准大气压，温度为 4 oC时密度和重度分别
为： ρ=1000 kg/m 3，γ=9.807 kN/m 3 水银在标准大气压，温度为 0 ℃时其密度和重度
是水的 13.6倍。 干空气在标准大气压，温度为 20 oC时密度和重
度分别为： ρ=1.2 kg/m 3，γ=11.82 N/m 3
3、其它：
考勤和作业占 50%、课堂考试占 50%。
《建筑设备》主要内容
1、建筑设备内容包括：
室内给水、排水、消防、采暖、 通风、空调， 以及配电和安全用电等。
2、建筑物：
建筑、结构、设备三者的综合体。
3、建筑给水排水工程：
介绍建筑内部生活给水、消防给水、生活排 水、屋面雨水排水、热水供应、饮水供应、以及 建筑中水系统、游泳池给水系统等建筑给水排水 工程的基本理论、设计原则、设计计算方法等方 面的知识。
（4）表面张力
表面张力 ：由于流体分子之间的吸引力，在 流体的表面上能够承受极其微小的张力。
表面张力不仅在液体表面上，在液体与固体 的接触周界面上也有张力。
毛细现象 ：由于表面张力的作用，如果把两 端开口的玻璃管竖在液体中，液体会在细管中上 升或下降一定高度。
表面张力的大小可用表面张力系数 σ表示， 单位是 N/m 。
而且是对称的，故相互平衡。 圆柱体轴向的作用力： 上表面压力 P0=p0△w，↓；下底面静压力
P=p△w，↑；圆柱体的重力 G=γh△w， ↓ 。 根据圆柱体静止状态的平衡条件，可得圆柱体轴
向的力的平衡方程，即
p? w ? ?h? w ? p0? w ? 0
整理得静力学基本方程式 :
p ? p0 ? ?h
重力密度：单位体积的流体所受的重力，简称重度。 γ=G/V
式中：γ——流体的重度， N/m3； G——流体所受的重力， N； V 一流体的体积， m3。
γ=G/V=mg/V=ρg 式中：g——重力加速度， g=9.807 m/s 2。
流体的密度和重度随其 温度和所受压力 的变化 而变化。实际工程中， 液体的密度和重度可视为一 固定值；而 气体的密度和重度随温度和压力的变化 而变化的数值较大，设计计算中通常不能视为一固 定值。
P= △ P/△w
→ 当所取的面积无限缩小为一点时，即△ w 0，
则平均压强的极限值为：
流体的静压强
流体静压强具有基本特性： (1)静压强的方向指向受压面，并与受压面垂直； (2)流体内任一点的静压强在各个方向面上的值均 相等。
2. 静压强的分布规律 在静止液体中任取一垂直小圆柱作为隔离体，
研究其底面点的静压强。 圆柱体侧面上的静水压力：方向与轴向垂直，
式中：p——静止流体中任一点的压强， N/m2； p0——液体表面压强， N/m2； γ——液体的重度， N/m3； h——所研究的点在液面下的深度， m。
? 静止液体内任意一点的压强等于液面压强加上 液体重度与深度乘积之和。 ? 在静止液体内，压强随深度按直线规律变化。 ? 在静止液体内同一深度的点压强相等，构成一 个水平的等压面。 ? 液面压强可等值地在静止液体内传递
液体的压缩性和热胀性都很小 。因此在很多 工程技术领域中，可以把液体的压缩性和热胀性 忽略不计。但在研究有压管路中水击现象和热水 供热系统时，就要分别考虑水的压缩性和热胀性。
气体具有显著的压缩性和热胀性 。但在采暖 与通风工程中，气体大多流速较低 (远小于音速 )， 压强与温度变化不大，密度变化也很小，因而也 可以把气体看成是不可压缩的。