流体流动与输送机械
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第一章 流体流动
连续介质模型
一、静力学
1、密度：流体的可压缩性
2、压力：绝压、表压、真空度 单位及换算
3、静力学方程式：
p2 p1 g z1 z2
等压面概念
应用条件：同一、静止、连续不可压缩流体
静力学方程式应用：
U管压差计：广义压差
双液U管压差计：特点、要求、作指示液条件
第一章 流体流动
LMTD法： Q＝KAΔtm
设计型、操作型问题计算、分析
设备：列管式换热器的结构、热补偿方法、
流程选择原则、壁温 强化传热措施
强化传热措施
1、单位体积内的传热面积A： 改进传热面结构，在管子的外表面增设各种形状的翅片；
以螺纹管代替光管，从而增加A。 2、平均温度差Δtm ：尽量采用逆流 3、传热系数K： 无相变 a) 降低污垢热阻 b) 增大α 有相变传热：
q 2 2qqe K
第三章 机械分离与固体流态化
恒速过滤方程
洗涤：
u dV 常数
Ad
V
2
VVe
K 2
A2
q2
qqe
K 2
dV
d w Aw L dV A w Lw d e
w
Vw dV
d w
1 （板框）
4 w
（叶滤机、转筒真空机） w
第三章 机械分离与固体流态化
分离条件
设备：降尘室结构
第三章 机械分离与固体流态化
旋风分离器：临界直径、分离效率
固体流态化 重要概念：流态化的几个阶段性状及其主要特征 流化床的主要性质
• 热传导
第四章、第五章小结
概念：导热系数（单位、固液气的相对大小、t对的影响）
临界厚度、等温面、温度梯度
公式：
1、傅立叶定律
q dQ t
• 辐射
概念：黑体、灰体、吸收率、黑度、角系数
公式：
Eb
0T 4
E
5.669
T
4
100 -------斯蒂芬—玻尔兹曼定律
Eb
a------可希霍夫定律
Q12
1
Eb1 Eb2
11 12
----两灰体组成的封闭体系
A1 F12 1 A1 2 A2
• 换热器* 概念：传热的三个环节（间壁式）、传热单元 公式：
dA n
2、一维稳态导热
平壁 圆筒壁
Q qA
t1 t2 b A
推动力 热阻
总推动力 Q 总热阻
t1 t4
3
bi i A
Q t1 t2 b
Q t1 t4 3
总推动力 总热阻
bi i Ami
i 1
Am
i 1
Am 2rm L
rm
r2 r1 ln r2 r1
• 对流
概念：热边界层、
连续性方程： 1u1 A1 2u2 A2 （稳定流动）
u1 A1 u2 A2 （不可压缩流体）
u1
d
2 1
u2
d
2 2
（圆管内）
机械能衡算方程： gz1
u12 2
p1
we
gz2
u22 2
p2
wf
要求能够进行 管路计算及分 析：
简单管路 复杂管路 设计型、操作 型问题
阻力计算式：
直管
wf
各种对流传热情况下的影响因素、数量级 几个准数：Nu、Pr、Gr
公式
1、牛顿冷却定律 2、管内湍流时：
Q At w t
适用N条u 件 0、.0定23性R温e0度.8 P、r定n 性nn 尺 00寸..34
被加热 被冷却
u 0.8
d 0.2
α液体沸腾 >α蒸汽冷凝 >α液体强制对流 >α气体强制对流
3.过滤公式：
与滤饼性质有关（比阻 r0、比表面积 a、 空隙率、压缩指数 s）、
与滤浆的性质（浓度、密度、粘度）有关。
与推动力有关 K p1s
u
dV
Ad
过滤推动力 KA
过滤阻力 2V Ve
p
rL
r 与滤饼的结构、性
质（比表面积 a、空
Ve 与过滤介质的性质有关
隙率）有关
恒压过滤方程 V 2 2VVe KA2
二、动力学 基本概念： 1、流速：点速、平均速度、质量流速G＝ρu
常用流速范围、管内速度分布 2、流量：体积流量、质量流量 3、稳定流动与不稳定流动 4、粘度：是阻力产生根本原因，影响因素 牛顿粘性定律 5、层流与湍流的本质区别：质点运动方式不同，不是雷诺数 6、边界层厚度、边界层的形成和发展、边界层分离
7、 湍流的脉动速度
8、阻力系数：突然扩大、突然缩小，以小管流计算阻力损失
第一章 流体流动
动力学应用： 流速测量：
恒截面、变压差 1、皮托管：测点速、安装要求 2、孔板流量计 3、文丘里管 变截面、恒流速 4、转子流量计
各自优缺点 三、管路计算 1、简单管路＊ 2、复杂管路：特点
管路计算
公式
静力学方程式： p2 p1 gz1 z2
蒸汽冷凝： ①滴状冷凝；②不凝性气体的排放； ③在表面开沟、槽。
液体沸腾：核状沸腾。
滤浆、滤饼、过滤介质、滤液、过滤推动力与阻力 过滤速率、滤饼可压缩与不可压缩、压缩指数、助滤剂、 过滤常数及特性、空隙率、生产能力
间歇式：Q
V w
D
，
当Ve 0， D w时，Q Qmax
连续式：Q
V T
nV
A
Kwenku.baidu.com，n ， Q
2、设备：板框机、叶滤机、转筒真空过滤机的结构、特点
第三章 机械分离与固体流态化
三、离心泵工作点 管路特性曲线与泵特性曲线的交点 工作点的调节：阀门调节、转速调节、泵的串并联等
第二章 流体输送机械
四、两个现象 气缚：无自吸能力 汽蚀：确定安装高度
五、选泵 六、离心泵的安装与操作 七、其它类型泵
适用场合、流量调节 八、气体输送机械
风机：全风压
第三章 机械分离与固体流态化
1.过滤重要概念
l d
u2 层流：
2
湍流：
64
Re
f Re,
d
局部
wf
le d
u2 2
或w f
u2 2
入 0.5 出 1
第二章 流体输送机械
一、离心泵操作原理及基本部件 叶轮：将原动机能量传递给液体 泵壳：汇集液体、能量转换 平衡孔：减小轴向推动力
二、离心泵特性曲线 设计点、三条特性曲线、扬程与升举高度的区别、 泵特性曲线的测定、影响泵特性曲线的因素、轴功 率、有效功率、效率、能量损失分类
沉降
重要概念：自由沉降、沉降速度、影响沉降速度的因素、离心分离因素
公式： 斯托克斯公式
本质上是颗粒与流体的相对运动速度
ut
d
2 p
p 18
g
（Re<2）
降尘室： 能 100%去除的最小颗粒满足
停留时间 L 沉降时间 H
u
ut
气体处理能力Vs ut min A底 ，与底面积呈正比，与高度无关。
连续介质模型
一、静力学
1、密度：流体的可压缩性
2、压力：绝压、表压、真空度 单位及换算
3、静力学方程式：
p2 p1 g z1 z2
等压面概念
应用条件：同一、静止、连续不可压缩流体
静力学方程式应用：
U管压差计：广义压差
双液U管压差计：特点、要求、作指示液条件
第一章 流体流动
LMTD法： Q＝KAΔtm
设计型、操作型问题计算、分析
设备：列管式换热器的结构、热补偿方法、
流程选择原则、壁温 强化传热措施
强化传热措施
1、单位体积内的传热面积A： 改进传热面结构，在管子的外表面增设各种形状的翅片；
以螺纹管代替光管，从而增加A。 2、平均温度差Δtm ：尽量采用逆流 3、传热系数K： 无相变 a) 降低污垢热阻 b) 增大α 有相变传热：
q 2 2qqe K
第三章 机械分离与固体流态化
恒速过滤方程
洗涤：
u dV 常数
Ad
V
2
VVe
K 2
A2
q2
qqe
K 2
dV
d w Aw L dV A w Lw d e
w
Vw dV
d w
1 （板框）
4 w
（叶滤机、转筒真空机） w
第三章 机械分离与固体流态化
分离条件
设备：降尘室结构
第三章 机械分离与固体流态化
旋风分离器：临界直径、分离效率
固体流态化 重要概念：流态化的几个阶段性状及其主要特征 流化床的主要性质
• 热传导
第四章、第五章小结
概念：导热系数（单位、固液气的相对大小、t对的影响）
临界厚度、等温面、温度梯度
公式：
1、傅立叶定律
q dQ t
• 辐射
概念：黑体、灰体、吸收率、黑度、角系数
公式：
Eb
0T 4
E
5.669
T
4
100 -------斯蒂芬—玻尔兹曼定律
Eb
a------可希霍夫定律
Q12
1
Eb1 Eb2
11 12
----两灰体组成的封闭体系
A1 F12 1 A1 2 A2
• 换热器* 概念：传热的三个环节（间壁式）、传热单元 公式：
dA n
2、一维稳态导热
平壁 圆筒壁
Q qA
t1 t2 b A
推动力 热阻
总推动力 Q 总热阻
t1 t4
3
bi i A
Q t1 t2 b
Q t1 t4 3
总推动力 总热阻
bi i Ami
i 1
Am
i 1
Am 2rm L
rm
r2 r1 ln r2 r1
• 对流
概念：热边界层、
连续性方程： 1u1 A1 2u2 A2 （稳定流动）
u1 A1 u2 A2 （不可压缩流体）
u1
d
2 1
u2
d
2 2
（圆管内）
机械能衡算方程： gz1
u12 2
p1
we
gz2
u22 2
p2
wf
要求能够进行 管路计算及分 析：
简单管路 复杂管路 设计型、操作 型问题
阻力计算式：
直管
wf
各种对流传热情况下的影响因素、数量级 几个准数：Nu、Pr、Gr
公式
1、牛顿冷却定律 2、管内湍流时：
Q At w t
适用N条u 件 0、.0定23性R温e0度.8 P、r定n 性nn 尺 00寸..34
被加热 被冷却
u 0.8
d 0.2
α液体沸腾 >α蒸汽冷凝 >α液体强制对流 >α气体强制对流
3.过滤公式：
与滤饼性质有关（比阻 r0、比表面积 a、 空隙率、压缩指数 s）、
与滤浆的性质（浓度、密度、粘度）有关。
与推动力有关 K p1s
u
dV
Ad
过滤推动力 KA
过滤阻力 2V Ve
p
rL
r 与滤饼的结构、性
质（比表面积 a、空
Ve 与过滤介质的性质有关
隙率）有关
恒压过滤方程 V 2 2VVe KA2
二、动力学 基本概念： 1、流速：点速、平均速度、质量流速G＝ρu
常用流速范围、管内速度分布 2、流量：体积流量、质量流量 3、稳定流动与不稳定流动 4、粘度：是阻力产生根本原因，影响因素 牛顿粘性定律 5、层流与湍流的本质区别：质点运动方式不同，不是雷诺数 6、边界层厚度、边界层的形成和发展、边界层分离
7、 湍流的脉动速度
8、阻力系数：突然扩大、突然缩小，以小管流计算阻力损失
第一章 流体流动
动力学应用： 流速测量：
恒截面、变压差 1、皮托管：测点速、安装要求 2、孔板流量计 3、文丘里管 变截面、恒流速 4、转子流量计
各自优缺点 三、管路计算 1、简单管路＊ 2、复杂管路：特点
管路计算
公式
静力学方程式： p2 p1 gz1 z2
蒸汽冷凝： ①滴状冷凝；②不凝性气体的排放； ③在表面开沟、槽。
液体沸腾：核状沸腾。
滤浆、滤饼、过滤介质、滤液、过滤推动力与阻力 过滤速率、滤饼可压缩与不可压缩、压缩指数、助滤剂、 过滤常数及特性、空隙率、生产能力
间歇式：Q
V w
D
，
当Ve 0， D w时，Q Qmax
连续式：Q
V T
nV
A
Kwenku.baidu.com，n ， Q
2、设备：板框机、叶滤机、转筒真空过滤机的结构、特点
第三章 机械分离与固体流态化
三、离心泵工作点 管路特性曲线与泵特性曲线的交点 工作点的调节：阀门调节、转速调节、泵的串并联等
第二章 流体输送机械
四、两个现象 气缚：无自吸能力 汽蚀：确定安装高度
五、选泵 六、离心泵的安装与操作 七、其它类型泵
适用场合、流量调节 八、气体输送机械
风机：全风压
第三章 机械分离与固体流态化
1.过滤重要概念
l d
u2 层流：
2
湍流：
64
Re
f Re,
d
局部
wf
le d
u2 2
或w f
u2 2
入 0.5 出 1
第二章 流体输送机械
一、离心泵操作原理及基本部件 叶轮：将原动机能量传递给液体 泵壳：汇集液体、能量转换 平衡孔：减小轴向推动力
二、离心泵特性曲线 设计点、三条特性曲线、扬程与升举高度的区别、 泵特性曲线的测定、影响泵特性曲线的因素、轴功 率、有效功率、效率、能量损失分类
沉降
重要概念：自由沉降、沉降速度、影响沉降速度的因素、离心分离因素
公式： 斯托克斯公式
本质上是颗粒与流体的相对运动速度
ut
d
2 p
p 18
g
（Re<2）
降尘室： 能 100%去除的最小颗粒满足
停留时间 L 沉降时间 H
u
ut
气体处理能力Vs ut min A底 ，与底面积呈正比，与高度无关。