流体力学·泵与风机 - 山西建筑职业技术学院精品课程

二、压缩性和热胀性：
流 体 力 学 泵 与 风 机 精 品 课 程 第 一 章 ·
（一）压缩性： 1、定义：在一定的温度下，流体的体积随压强升高 而缩小的性质称为流体的压缩性。 2、表示方法：流体压缩性的大小用压缩率κ来表示。 它表示当温度保持不变时，单位压强增量引起流体 体积的相对缩小量。 1 d k dp 式中：κ—流体的压缩率，m2／N； dp—流体压强的增加量，Pa； V —流体的原有的密度，m3； dV—流体密度的增加量，m3。
二、流体的力学模型：
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1、连续介质假设；
2、无粘性假设； 3、不可压缩假设。
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传统的散热器采暖系统
地板辐射热水采暖系统
采暖系统以热水为介质，通过学 习《流体力学· 泵与风机》可以解决采 暖系统阻力损失的计算、阻力平衡以 及循环泵扬程确定等问题。
第三节
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作用在流体上的力 及力学模型
一、作用在流体上的力：
（一）质量力：
1、定义：质量力是指作用在流体某体积内所有流体质点上 并与这一体积的流体质量成正比的力，又称体积力。 在均匀流体中，质量力与受作用流体的体积成正比。 是一种非接触力。 2、表现： 由于流体处于地球的重力场中，受到地心的引力作 用，因此流体的全部质点都受有重力，G = mg这是最 普遍的一个质量力。
2 3
dV 因为 V dT
所以dV dT V
0.0005 50 8
1
0.2m3
2—膨胀水箱
图1-1 自然循环热水采暖系统图 1—热水锅炉 3学 泵 与 风 机 精 品 课 程 第 一 章 ·
1、粘滞性 流体运动时，在流层间产生内摩擦的特性。 2、牛顿内摩擦定律 相邻两流层间的内摩擦力F的大小与两流层的接 触面积A和流速du成正比，与两层流体间的距离 dy成反比，并与流体种类和温度有关。 F=μAdu/dy μ表征流体种类及温度影响的一个比例常数（动力 粘滞系数）。 运动粘滞系数ν=μ/ρ 温度对粘度的影响：温度升高，液体粘度下降， 气体粘度上升。
第二节
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流体的主要力学性质
一、密度与容重：
（一）密度： 1、定义：单位体积流体所具有的质量称为 流体密度，用符号ρ来表示 2、公式： 对于流体中各点密度相同的均质流体，其 密度：ρ=m/V 式中 ρ——流体的密度，kg／m3； m——流体的质量，kg； V——流体的体积，m3。
通风与空调系统
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以空气为介质，通过学习《流体力学· 泵与 风机》，可以解决风量计算、阻力损之计算 及风机选型等问题。
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给水系统
消防系统
给水系统及消防系统以冷水为介质，通 过学习《流体力学· 泵与风机》可以解决给水 系统水力计算、消防系统水力计算、给水系 统水泵选型及水泵工作点确定等问题。
（二）表面力：
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1、定义：表面力是指作用在流体中所取某部分流体体积 表面上的力，也就是该部分体积周围的流体或固体 通过接触面作用在其上的力。 2、表面力特点： 表面力和作用面不一定垂直；（可分解为正应力 和切应力两部分）。即与流体表面垂直的法向力P和 与流体表面相切的切向力T。在连续介质中，表面力 不是一个集中的力，而是沿表面连续分布的。因此， 在流体力学中用单位表面积上所作用的表面力(称为 应力)来表示。应力可分为法向应力和切向应力两种。
二、流体力学的应用
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流体力学、泵与风机是国民经济各个部门 都广泛应用的工作介质和通用机械。例如，航空 航天事业中的卫星上天、火箭升空和超音速飞机 的翱翔蓝天；农业中的排涝、灌溉；石油工业中 的输油和注水；化学工业中高温、腐蚀性流体的 排送；其他工业和人们日常生活中的采暖、通风、 给水排水等都离不开流体和泵与风机。据统计， 在全国的总用电量中，有30％左右是泵与风机耗 用的，其中泵的耗电占21％左右。由此可见，流 体和泵与风机在我国国民经济建设中所占的重要 地位和作用。
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(二)容重： 1、定义：流体单位体积的重量称为重度γ。 2、公式： 对于流体中各点容重相同的均质流体，其 容重：γ=G/V 式中 γ——流体的密度，N／m3； G——流体的重量，N； V——流体的体积，m3 3、重度和密度关系： γ= ρg
式中： α—流体的体胀系数， 1／K； dT—流体温度的增加量， K； V—原有流体的体积，m3； dV—流体体积的增加量，m3
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例题：如图1-1所示，若采暖系统的总水容量 V=8m3，加热前后温差为50℃，水的热胀系数 α=0.0005K-1,求膨胀水箱的最小容积。
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（二）热胀性： 1、定义：在一定的压强下，流体的体积随温度 的升高而增大的性质称为流体的热胀性。 2、表示方法：流体热胀性的大小用热胀系数α 来表示，它表示当压强不变时，升高一个单 位温度所引起流体体积的相对增加量。
dV V dT
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上篇 流体力学
第一章 绪 论
第一节 流体力学的任务 第二节 流体的主要力学性质 第三节 作用在流体上的力及力学模型
第一节
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流体力学的任务
一、流体力学的研究对象：
《流体力学· 泵与风机》是研究流体的机械运 动规律及其在生产实践中应用的一门学科。本课 程根据高等职业技术学院暖通专业培养目标的需 要，研究流体力学的基础知识及泵与风机的基本 原理、设备结构、运行调节。流体力学部分主要 内容是将以水和空气为代表的不可压缩流体选作 研究对象，介绍表示流体机械运动规律和流体流 动阻力损失规律的各种公式；讨论这些公式的形 式、意义及适用条件；研究它们在分析和解决工 程实际问题中，使用的方法、步骤和注意事项。