01 第一章 流体力学基础.ppt

第1页：第一章流体力学基础封面

第一章流体力学基础

第2页：本章学习目的与要求

本章学习目的与要求

• 通过学习本章内容，学生能够完成食品工厂设计的管道设计与计算工作，能够完成泵与风机的选型配套工作。
• 要求学生掌握实际流体与理想流体的区别，掌握流体流动中各能量平衡方程的区别并能熟练运用这些方程解决问题。
• 掌握流体参数的测量原理和方法，掌握流动阻力计算方法和泵性能的计算方法。
• 了解非牛顿流体的种类和简单计算方法。

第3页：基础知识与概念：单位制与量纲分析

1-1 基础知识与概念

• 单位制
  • 基本单位与导出单位
  • 国际单位制（SI制）
  • 中华人民共和国法定计量单位
• 量纲分析
  • 基本概念
  • 伯金汉π定理
• 流体的压缩性与膨胀性

第4页：牛顿流体及其粘度

1-2 牛顿流体及其粘度牛顿内摩擦定律

第5页：流体流动能量平衡

1-3 流体流动能量平衡

• 稳定流动热力体系的概念
• 稳定流动体系的能量平衡
  • 什么是稳定流动？
  • 注意各参数间的差异

第6页：稳定流动能量平衡应用示意

第7页：常见流体流动：换热器

几种常见的流体流动—换热器

第8页：常见流体流动：喷嘴

几种常见的流体流动—喷嘴

第9页：常见流体流动：节流阀

几种常见的流体流动—节流阀

第10页：柏努利方程

柏努利方程

第11页：雷诺实验与雷诺数

1-4 管中流动

• 雷诺实验与雷诺数

第12页：圆管层流与哈根－泊肃叶方程

• 圆管中的层流1-4 管中流动哈根－泊肃叶方程

第13页：管中流动的沿程损失

1-4 管中流动

• 沿程损失

第14页：粘性底层与水力光滑管、粗糙管

1-4 圆管中的紊流

• 粘性底层、水力光滑管与水力粗糙管

第15页：沿程阻力计算的流态分区

1-4 沿程阻力计算

• 层流区
• 临界区
• 光滑管紊流区
• 过渡区
• 粗糙管紊流区：粗糙度起决定性作用。

注：原文作「远程阻力」，按「沿程阻力」收录；原文分区序号为 1、2、3、5、4，此处按层流区至粗糙管紊流区的顺序排列。

第16页：沿程阻力系数曲线

1-4 沿程阻力计算

沿程阻力系数随雷诺数与相对粗糙度的变化关系，由层流区经临界区、过渡区进入粗糙管紊流区。

注：原文作「远程阻力」，按「沿程阻力」收录。

第17页：局部阻力：阻力系数法

1-4 局部阻力

• 阻力系数法

第18页：局部阻力：当量长度法

1-4 局部阻力

• 当量长度法

第19页：管路计算

1-5 管路计算与流量测量

• 管路计算

第20页：管路计算例题与解题步骤

例题

• 确定流动状态
• 确定沿程阻力系数和局部阻力系数
• 计算能量总损失
• 根据流动能量方程确定所需要的动力
• 解题步骤说明

第21页：测速管（皮托管）

1-5 流量测量

• 测速管（皮托管）

第22页：孔板流量计

1-5 流量测量

• 孔板流量计

第23页：文丘里流量计

1-5 流量测量

• 文丘里流量计

第24页：泵的类型：离心泵与轴流泵

1-6 液体输送设备

• 泵的类型
  • 离心泵
  • 轴流泵

第25页：泵的类型：柱塞泵

1-6 液体输送设备

• 泵的类型：柱塞泵

第26页：泵的类型：罗茨泵与齿轮泵

1-6 液体输送设备

• 泵的类型
  • 罗茨泵
  • 齿轮泵

第27页：离心泵性能曲线

离心泵性能曲线

以流量为横坐标，同时给出压头、功率与效率三条性能曲线。

第28页：离心泵性能特点

离心泵性能

• 当流量等于零时，压头不超过某一值，并且压头随流量增加而缓慢下降。
• 功率随流量增加而平稳上升，且流量为零时，功率最小。
• 高效率工作范围比较宽。

第29页：轴流泵性能曲线

轴流泵性能曲线

以流量为横坐标，同时给出压头、功率与效率三条性能曲线。

第30页：轴流泵性能特点

轴流泵性能

• 压头随流量增加而急剧下降，流量为零时，压头达到最大。
• 功率随流量减小而急剧增加，流量为零时，功率最大。
• 启动时开启出口阀门，避免电机过载。

第31页：水泵安装高度

水泵安装高度

第32页：水泵工作点的确定

水泵工作点的确定

第33页：非牛顿流体的种类

1-7 非牛顿流体

• 假塑性流体
• 胀塑性流体
• 宾汉流体
• 时变性流体

第34页：气体输送设备类型

1-8 气体输送设备

• 通风机
• 鼓风机
• 真空泵
• 压缩机

第35页：本章总结与作业

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• 本章总结
• 本章作业