化工原理第三版第一章2

1、1第四節(jié)第四節(jié) 流體流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)流體流動(dòng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1-4-1 1-4-1 牛頓粘性定律與流體的粘度牛頓粘性定律與流體的粘度 一、牛頓粘性定律一、牛頓粘性定律 流體具有流動(dòng)性，沒有固定形狀，在外力作用下流體具有流動(dòng)性，沒有固定形狀，在外力作用下其內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。另一方面，在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)其內(nèi)部產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。另一方面，在運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下，流體還有一種抗拒內(nèi)在的向前運(yùn)動(dòng)的特性下，流體還有一種抗拒內(nèi)在的向前運(yùn)動(dòng)的特性，稱為稱為粘性粘性。 以水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)為例，管內(nèi)任一截面上各點(diǎn)的以水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)為例，管內(nèi)任一截面上各點(diǎn)的速度并不相同，速度并不相同，中心處的速度最大，愈靠近管壁中心處的速度最大，愈靠近管壁

2、速度愈小速度愈小，在管壁處水的質(zhì)點(diǎn)粘附于管壁上，在管壁處水的質(zhì)點(diǎn)粘附于管壁上，其其速度為零。其他流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)也有類似的規(guī)速度為零。其他流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)也有類似的規(guī)律。律。 2l如圖所示如圖所示, ,流體在圓管內(nèi)流流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，實(shí)際上是被分割成無動(dòng)時(shí)，實(shí)際上是被分割成無數(shù)極薄的圓筒層，一層套著數(shù)極薄的圓筒層，一層套著一層，各層以不同的速度向一層，各層以不同的速度向前運(yùn)動(dòng)。由于各層速度不同，前運(yùn)動(dòng)。由于各層速度不同，層與層之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，層與層之間發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，速度快的流體層對(duì)與之相鄰速度快的流體層對(duì)與之相鄰的速度較慢的流體層發(fā)生了的速度較慢的流體層發(fā)生了一個(gè)推動(dòng)其向運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)一

3、個(gè)推動(dòng)其向運(yùn)動(dòng)方向前進(jìn)的力，而同時(shí)速度慢的流體的力，而同時(shí)速度慢的流體層對(duì)速度快的流體層也作用層對(duì)速度快的流體層也作用著一個(gè)大小相等、方向相反著一個(gè)大小相等、方向相反的力，從而阻礙較快的流體的力，從而阻礙較快的流體層向前運(yùn)動(dòng)。層向前運(yùn)動(dòng)。3l這種運(yùn)動(dòng)著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層間的這種運(yùn)動(dòng)著的流體內(nèi)部相鄰兩流體層間的相互作用力，稱為流體的相互作用力，稱為流體的內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力，是流，是流體粘性的表現(xiàn)，又稱為體粘性的表現(xiàn)，又稱為粘滯力粘滯力或或粘性摩擦粘性摩擦力力。l流體在流動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦，是流動(dòng)阻力產(chǎn)生流體在流動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦，是流動(dòng)阻力產(chǎn)生的的依據(jù)依據(jù)，流體流動(dòng)時(shí)必須克服內(nèi)摩擦力而，流體流動(dòng)時(shí)必須克服

4、內(nèi)摩擦力而作功，從而將流體的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樽鞴?，從而將流體的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊岫鴵p失掉。熱而損失掉。4流體流動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)呢？流體流動(dòng)時(shí)的內(nèi)摩擦力大小與哪些因素有關(guān)呢？ 實(shí)驗(yàn)證明：實(shí)驗(yàn)證明： 把上式寫成等式，需引把上式寫成等式，需引進(jìn)一個(gè)比例系數(shù)進(jìn)一個(gè)比例系數(shù)，即：即： AyuF.AyuF.5 單位面積上的內(nèi)摩擦力稱為內(nèi)摩擦應(yīng)力或剪應(yīng)力，單位面積上的內(nèi)摩擦力稱為內(nèi)摩擦應(yīng)力或剪應(yīng)力，于是上式可寫成：于是上式可寫成： (1)(1) 適用于適用于u u與與y y成直線關(guān)系的場(chǎng)合。成直線關(guān)系的場(chǎng)合。 當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，徑向速度的變化并不是直線當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，徑向速度的變化

5、并不是直線關(guān)系，而是曲線關(guān)系。則式（關(guān)系，而是曲線關(guān)系。則式（1 1）應(yīng)改寫成：）應(yīng)改寫成： （1 1）、）、(2)(2)二式所顯示的關(guān)系，稱為二式所顯示的關(guān)系，稱為牛頓粘性定律。牛頓粘性定律。 牛頓粘性定律指出，剪應(yīng)力與法向速度梯度成正比，牛頓粘性定律指出，剪應(yīng)力與法向速度梯度成正比，與法向壓力無關(guān)。流體的這一規(guī)律與固體表面的摩與法向壓力無關(guān)。流體的這一規(guī)律與固體表面的摩擦力的規(guī)律截然不同。擦力的規(guī)律截然不同。yuAFdydu(2)6二、流體的粘度二、流體的粘度l不同的流體具有不同的粘度，所以粘度是不同的流體具有不同的粘度，所以粘度是流體的一種流體的一種物性物性。l粘度愈大，同樣的剪應(yīng)力將造

6、成較小的速粘度愈大，同樣的剪應(yīng)力將造成較小的速度梯度。度梯度。l因?yàn)榧魬?yīng)力與流體的粘度是有限值，故速因?yàn)榧魬?yīng)力與流體的粘度是有限值，故速度梯度也只能是有限值。度梯度也只能是有限值。l粘性的物理本質(zhì)粘性的物理本質(zhì)：分子間引力和分子的運(yùn)：分子間引力和分子的運(yùn)動(dòng)與碰撞動(dòng)與碰撞 P6 7流體流經(jīng)圓管時(shí)的速度沿半徑方向的變化規(guī)律流體流經(jīng)圓管時(shí)的速度沿半徑方向的變化規(guī)律 （a）（b）實(shí)際流體理想流體實(shí)際流體理想流體 = 0 = 0 = f ( = f (物性物性、溫度、溫度) ) TT，液體液體， 氣體氣體P P變化變化, , 液體液體， 氣體氣體變化很小變化很小, ,在一般工程計(jì)算在一般工程計(jì)算中可以忽

7、略，只有在極高或極低的壓強(qiáng)下，才需考中可以忽略，只有在極高或極低的壓強(qiáng)下，才需考慮壓強(qiáng)對(duì)氣體粘度的影響。慮壓強(qiáng)對(duì)氣體粘度的影響。8粘度單位粘度單位動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度SI SI單位：單位：PasPas物理制：泊物理制：泊( (達(dá)因達(dá)因秒厘泊秒厘泊) )或厘泊或厘泊二者換算：二者換算： 1 1 厘泊（厘泊（cpcp）= 10= 10-3-3PasPas運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度SI SI單位：單位：mm2 2/s /s物理制：沲物理制：沲 ( (厘米厘米2 2秒秒) )或厘沲或厘沲二種粘度之間的關(guān)系：二種粘度之間的關(guān)系： v=v=/流體的粘度是影響流體流動(dòng)的一個(gè)重要的物理性質(zhì)。流體的粘度是影響流體流動(dòng)的一個(gè)重

8、要的物理性質(zhì)。流體的粘度可從有關(guān)手冊(cè)中查取。本書附錄中列有常流體的粘度可從有關(guān)手冊(cè)中查取。本書附錄中列有常用氣體和液體粘度的表格和共線圖。用氣體和液體粘度的表格和共線圖。9l實(shí)驗(yàn)表明：氣體及水、溶劑、甘油等液體實(shí)驗(yàn)表明：氣體及水、溶劑、甘油等液體服從牛頓粘性定律，此類流體統(tǒng)稱為服從牛頓粘性定律，此類流體統(tǒng)稱為牛頓牛頓型流體型流體；l某些高分子溶液、膠體類及泥漿等不服從某些高分子溶液、膠體類及泥漿等不服從牛頓粘性定律，此類流體稱為牛頓粘性定律，此類流體稱為非牛頓型流非牛頓型流體體。 10 1-4-21-4-2流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù)流動(dòng)類型與雷諾準(zhǔn)數(shù) 雷諾雷諾實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置 雷諾實(shí)驗(yàn)表明雷諾實(shí)驗(yàn)表明

9、存在兩種流動(dòng)類型存在兩種流動(dòng)類型 層流（滯流）層流（滯流）湍流（紊流）湍流（紊流）1112l若用不同的管徑和不同的流體分別進(jìn)行實(shí)若用不同的管徑和不同的流體分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不僅流速驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，不僅流速u u能引起流動(dòng)能引起流動(dòng)狀況改變，而且管徑狀況改變，而且管徑d d，流體性質(zhì)，流體性質(zhì)( (密度密度和粘度和粘度)也都能引起流動(dòng)狀況改變。說明，也都能引起流動(dòng)狀況改變。說明，流體的流動(dòng)狀況是由多方面因素決定的。流體的流動(dòng)狀況是由多方面因素決定的。 l雷諾發(fā)現(xiàn)，可以將這些影響因素綜合成一雷諾發(fā)現(xiàn)，可以將這些影響因素綜合成一個(gè)無因次的數(shù)群作為流型的判定依據(jù)，此個(gè)無因次的數(shù)群作為流型的

10、判定依據(jù)，此數(shù)群被稱為雷諾數(shù)以符號(hào)數(shù)群被稱為雷諾數(shù)以符號(hào)ReRe表示。表示。 duRe13 判斷依據(jù)：判斷依據(jù)： (1) (1) ReRe20002000，層流，為，層流，為層流區(qū)層流區(qū)； (2) (2) 20002000ReRe40004000，有時(shí)出現(xiàn)層流，有，有時(shí)出現(xiàn)層流，有時(shí)出現(xiàn)湍流，依賴于環(huán)境，為時(shí)出現(xiàn)湍流，依賴于環(huán)境，為過渡區(qū)過渡區(qū)； (3) (3) ReRe40004000 ，湍流為，湍流為湍流區(qū)湍流區(qū)。141-4-3 1-4-3 層流與湍流的比較層流與湍流的比較 一、流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式一、流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式 層流：分子層流：分子作隨機(jī)的混亂運(yùn)動(dòng)；作隨機(jī)的混亂運(yùn)動(dòng)； 質(zhì)點(diǎn)

11、質(zhì)點(diǎn)是作定態(tài)的運(yùn)動(dòng)。是作定態(tài)的運(yùn)動(dòng)。 湍流：分子湍流：分子作隨機(jī)的混亂運(yùn)動(dòng)；作隨機(jī)的混亂運(yùn)動(dòng)； 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)作隨機(jī)的混亂運(yùn)動(dòng)。作隨機(jī)的混亂運(yùn)動(dòng)。湍流可不可以也作為定態(tài)的運(yùn)動(dòng)？如果考慮的湍流可不可以也作為定態(tài)的運(yùn)動(dòng)？如果考慮的是時(shí)均值，仍然是定態(tài)的。是時(shí)均值，仍然是定態(tài)的。 15 1 1、時(shí)均速度與脈動(dòng)速度、時(shí)均速度與脈動(dòng)速度l在某一點(diǎn)測(cè)定該點(diǎn)沿管軸在某一點(diǎn)測(cè)定該點(diǎn)沿管軸x x方方向的流速向的流速u ux x隨時(shí)間的變化，隨時(shí)間的變化，可得圖所示的波形?？傻脠D所示的波形。l該點(diǎn)速度在其他方向上的分該點(diǎn)速度在其他方向上的分量也有類似的波形。該波形量也有類似的波形。該波形表明，湍流時(shí)每表明，湍流時(shí)每點(diǎn)仍

12、有一點(diǎn)仍有一個(gè)不隨時(shí)間而變的時(shí)間平均個(gè)不隨時(shí)間而變的時(shí)間平均速度，時(shí)均速度是指瞬時(shí)流速度，時(shí)均速度是指瞬時(shí)流速在時(shí)間間隔速在時(shí)間間隔T T內(nèi)的平均值，內(nèi)的平均值，即：即：TxxdtuTu0116l流動(dòng)參數(shù)的時(shí)均化僅是一種處理方法。實(shí)流動(dòng)參數(shù)的時(shí)均化僅是一種處理方法。實(shí)際的湍流流動(dòng)是在一個(gè)時(shí)均流動(dòng)上疊加了際的湍流流動(dòng)是在一個(gè)時(shí)均流動(dòng)上疊加了一個(gè)隨機(jī)的脈動(dòng)量。例如，質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)流一個(gè)隨機(jī)的脈動(dòng)量。例如，質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)流速可寫成：速可寫成：l式中：式中：分別表示三個(gè)方向上的時(shí)分別表示三個(gè)方向上的時(shí)均速度；均速度；l 分別表示三個(gè)方向上隨機(jī)的脈動(dòng)分別表示三個(gè)方向上隨機(jī)的脈動(dòng)速度。速度。xxxuuuyyyuu

13、uzzzuuuzyxuuu、zyxuuu、172 2、湍流粘度、湍流粘度 l 湍流的基本特征是出現(xiàn)了湍流的基本特征是出現(xiàn)了速度的脈動(dòng)速度的脈動(dòng)。l當(dāng)流體在管內(nèi)層流時(shí)，只有軸向速度無徑當(dāng)流體在管內(nèi)層流時(shí)，只有軸向速度無徑向速度；向速度；l湍流時(shí)，則出現(xiàn)徑向的脈動(dòng)速度。湍流時(shí)，則出現(xiàn)徑向的脈動(dòng)速度。l這種脈動(dòng)加速了徑向的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量這種脈動(dòng)加速了徑向的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量的傳遞。對(duì)傳熱與傳質(zhì)過程都有重大的影的傳遞。對(duì)傳熱與傳質(zhì)過程都有重大的影響。響。18層流層流dydu層流的特征方程層流的特征方程湍流湍流drudx)(湍流的特征方程湍流的特征方程式中：式中：湍流粘度湍流粘度 ，分子粘度，分子粘度可

14、以忽略，流動(dòng)充分顯示其湍可以忽略，流動(dòng)充分顯示其湍流特征。流特征。4000, Re4000與層流內(nèi)層厚度與層流內(nèi)層厚度有關(guān)有關(guān)。 , ,水力光滑管水力光滑管,與與ReRe有關(guān)，與有關(guān)，與/d/d無關(guān)。無關(guān)。 ， 與與ReRe、 /d /d都有關(guān)都有關(guān)。 、=、 、=、 _ p p2 2上游阻力上游阻力下游下游PP P P3 3 _ _ p p3 3下游阻力下游阻力上游上游PP P P4 4 _= _= p p4 4上游阻力不變上游阻力不變692 2、如圖所示管路，試問：、如圖所示管路，試問：（1 1）B B閥不動(dòng)（半開），閥不動(dòng)（半開），A A閥由全開逐漸關(guān)小，則閥由全開逐漸關(guān)小，則h h1

15、1, h, h2 2, (h, (h1 1-h-h2 2) )如何變化？如何變化？（2 2）A A閥不動(dòng)（半開），閥不動(dòng)（半開），B B閥由全開逐漸關(guān)小，則閥由全開逐漸關(guān)小，則h h1 1, h, h2 2, (h, (h1 1-h-h2 2) )如何變化？如何變化？答：答：(1) h(1) h1 1,h,h2 2,(h,(h1 1-h-h2 2) ) (2) h (2) h1 1,h,h2 2,(h,(h1 1-h-h2 2) ) 70 3 3、圖示的管路系統(tǒng)中，、圖示的管路系統(tǒng)中，原原1 1，2 2，3 3閥全部全開，閥全部全開，現(xiàn)關(guān)小現(xiàn)關(guān)小1 1閥開度，則總閥開度，則總流量流量q qv

16、v和各支管流量和各支管流量q qv1v1，q qv2v2，q qv3v3將如何變將如何變化化? ?為什么？為什么？ q qv1 v1 q qv2 v2 q qv3 v3 q qv v 714 4、本題附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中本題附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中abab和和cdcd兩段的長度、直徑及粗糙度均相同。某液體兩段的長度、直徑及粗糙度均相同。某液體以一定流量流過管路，液體在流動(dòng)過程中溫度可視以一定流量流過管路，液體在流動(dòng)過程中溫度可視為不變。問：（為不變。問：（1 1）液體通過）液體通過abab和和cdcd兩管段的能量損兩管段的能量損失是否相等？（失是否相等？（2 2

17、）此兩管段的壓強(qiáng)差是否相等？并）此兩管段的壓強(qiáng)差是否相等？并寫出它們的表達(dá)式；（寫出它們的表達(dá)式；（3 3）兩）兩U U管壓差計(jì)的指示液相管壓差計(jì)的指示液相同，壓差計(jì)的讀數(shù)是否相等？同，壓差計(jì)的讀數(shù)是否相等？。72答：（答：（1 1）由于管路及流動(dòng)情況完全相同，故）由于管路及流動(dòng)情況完全相同，故 （2 2）兩管段的壓強(qiáng)不相等。在）兩管段的壓強(qiáng)不相等。在a a、b b兩截面間列柏兩截面間列柏努利方程式并化簡，得到努利方程式并化簡，得到同理，在同理，在c c、d d兩截面之間列柏努利方程并化簡，得到兩截面之間列柏努利方程并化簡，得到（3 3）壓差計(jì)讀數(shù)反映了兩管段的能量損失，）壓差計(jì)讀數(shù)反映了兩管

18、段的能量損失，故兩管段壓差計(jì)的讀數(shù)應(yīng)相等。故兩管段壓差計(jì)的讀數(shù)應(yīng)相等。 dfcbahhfgzhppababafdcdcfhpp73如減小閥門的開度。試討論：（如減小閥門的開度。試討論：（1 1）液體在管內(nèi)的流）液體在管內(nèi)的流速及流量的變化情況；（速及流量的變化情況；（2 2）直管阻力及）直管阻力及的變化情的變化情況；（況；（3 3）液體流經(jīng)整個(gè)管路系統(tǒng)的能量損失情況。）液體流經(jīng)整個(gè)管路系統(tǒng)的能量損失情況。答：（答：（1 1）關(guān)小閥門，局部阻）關(guān)小閥門，局部阻力加大，管內(nèi)流速及流量均變力加大，管內(nèi)流速及流量均變小。小。（2 2）直管阻力減小，摩擦系）直管阻力減小，摩擦系數(shù)數(shù) 變大（變大（ReRe

19、變?。Ｗ冃。?。（3 3）整個(gè)管路系統(tǒng)的能量損整個(gè)管路系統(tǒng)的能量損失不變，（包括出口阻力）失不變，（包括出口阻力）即即fhHg 74摩擦系數(shù)摩擦系數(shù) 751-6-21-6-2管路計(jì)算管路計(jì)算一、簡單管路的計(jì)算一、簡單管路的計(jì)算 問題只有二類：問題只有二類：（1 1）已知輸送任務(wù)，無管路，設(shè)計(jì)型；）已知輸送任務(wù)，無管路，設(shè)計(jì)型； （2 2）已知管路，求操作條件，操作型。）已知管路，求操作條件，操作型。76連續(xù)性方程式連續(xù)性方程式udqv24（1 1）柏努利方程式柏努利方程式2)()()(22211udlgzpgzp（2 2）或或2)(221udl摩擦系數(shù)計(jì)算式摩擦系數(shù)計(jì)算式)(ddu、（3 3）

20、利用這三個(gè)方程可聯(lián)立求解利用這三個(gè)方程可聯(lián)立求解方程組共包含方程組共包含9 9個(gè)變量個(gè)變量( (q qv v、d d、u u、 、 、l l、) )。若能給定其中獨(dú)立的若能給定其中獨(dú)立的6 6個(gè)變量，其他個(gè)變量，其他3 3個(gè)就可求出。個(gè)就可求出。1277 設(shè)計(jì)型計(jì)算：給定輸送任務(wù)，要求設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)型計(jì)算：給定輸送任務(wù)，要求設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)上合理的管路。上合理的管路。 典型的設(shè)計(jì)型命題為：典型的設(shè)計(jì)型命題為： 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求：根據(jù)一定的輸送量：根據(jù)一定的輸送量q qv v，確定最經(jīng)，確定最經(jīng)濟(jì)的管徑及須由供液點(diǎn)提供的勢(shì)能濟(jì)的管徑及須由供液點(diǎn)提供的勢(shì)能 。 給定條件給定條件：(1)(1)供液與需液點(diǎn)間的

21、距離，即管供液與需液點(diǎn)間的距離，即管 長長l l； (2)(2)管道材料及管件配置，即管道材料及管件配置，即及及； (3)(3)需液點(diǎn)的勢(shì)能需液點(diǎn)的勢(shì)能 。 1 1、簡單管路的設(shè)計(jì)型計(jì)算、簡單管路的設(shè)計(jì)型計(jì)算 1278l命題中只給定了命題中只給定了5 5個(gè)變量，方程組仍無定解，個(gè)變量，方程組仍無定解，設(shè)計(jì)人員必須再補(bǔ)充一個(gè)條件才能滿足方設(shè)計(jì)人員必須再補(bǔ)充一個(gè)條件才能滿足方程求解的需要。程求解的需要。l例如，對(duì)上述命題可指定流速例如，對(duì)上述命題可指定流速u u計(jì)算管徑計(jì)算管徑d d及所需的供液點(diǎn)勢(shì)能。指定不同的流速及所需的供液點(diǎn)勢(shì)能。指定不同的流速u u，可對(duì)應(yīng)地求得一組可對(duì)應(yīng)地求得一組d d和

22、和 。l設(shè)計(jì)人員的任務(wù)在于從一系列計(jì)算結(jié)果中，設(shè)計(jì)人員的任務(wù)在于從一系列計(jì)算結(jié)果中，選出最經(jīng)濟(jì)合理的管徑選出最經(jīng)濟(jì)合理的管徑d doptopt。 l設(shè)計(jì)型問題一般都包含著如何進(jìn)行設(shè)計(jì)型問題一般都包含著如何進(jìn)行“選擇選擇”和和“優(yōu)化優(yōu)化”的問題的問題 。 179尋找最優(yōu)管徑尋找最優(yōu)管徑d doptopt，可選用，可選用不同的流速作多方案計(jì)算，不同的流速作多方案計(jì)算，從中找出經(jīng)濟(jì)、合理的最佳從中找出經(jīng)濟(jì)、合理的最佳流速流速( (或管徑或管徑) ) 。 長距離大流量的輸送管路，應(yīng)長距離大流量的輸送管路，應(yīng)尋找最優(yōu)管徑尋找最優(yōu)管徑d doptopt ；車間內(nèi)部的管路，可根據(jù)車間內(nèi)部的管路，可根據(jù)經(jīng)濟(jì)經(jīng)

23、濟(jì)流速范圍流速范圍套用。套用。但計(jì)算得到的但計(jì)算得到的d d必需根據(jù)管道必需根據(jù)管道標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整調(diào)整。 8081l例題：欲建一水塔向例題：欲建一水塔向某工廠供水，從水塔某工廠供水，從水塔到工廠的管長（包括到工廠的管長（包括當(dāng)量長度）為當(dāng)量長度）為500m500m，最大流量為最大流量為20l/s20l/s，總，總管未端需要保持管未端需要保持10m10m水水柱的壓頭，試在管內(nèi)柱的壓頭，試在管內(nèi)常用流速范圍內(nèi)取兩常用流速范圍內(nèi)取兩個(gè)流速，分別計(jì)算所個(gè)流速，分別計(jì)算所需的管徑及水塔高度。需的管徑及水塔高度。82 解：由解：由P.37P.37表表1-31-3常用流速范圍知水及一般液體常用流速范圍

24、知水及一般液體u=1-3m/su=1-3m/s。 1 1、取管內(nèi)流速、取管內(nèi)流速u=1m/su=1m/s 園整園整：查附錄：查附錄P.291P.291，根據(jù)水管規(guī)格，采用，根據(jù)水管規(guī)格，采用66鋼鋼管，其內(nèi)徑管，其內(nèi)徑d=156mmd=156mm，管壁粗糙度，管壁粗糙度=0.2mm=0.2mm（P.30P.30表表1-11-1） 。 muqdv159. 0114. 31020443,0013. 0dsmdquv/05. 1156. 014. 3102044232spa3101531063. 1101100005. 1156. 0Redu設(shè)水溫度為設(shè)水溫度為202083 根據(jù)根據(jù)ReRe和和/d

25、/d由由P.29P.29查得查得= 0.022= 0.022，在斷面，在斷面1-11-1和和2-22-2之間列柏之間列柏努利方程式，可求出所需水塔的高度。努利方程式，可求出所需水塔的高度。 81. 9205. 1)156. 0500022. 01 (10222222gudlgupHmuqdv092. 0314. 31020443,0019. 01062 . 0dsmdquv/27. 2106. 014. 310204423253104 . 2101100027. 2106. 0ReduH = 14m采用采用44鋼管，鋼管，d=106mmd=106mm 2 2、取管內(nèi)流速、取管內(nèi)流速u=3m/s

26、u=3m/s查得查得= 0.024= 0.02484l從此例可以看出，在設(shè)計(jì)型問題中，根據(jù)已從此例可以看出，在設(shè)計(jì)型問題中，根據(jù)已知條件問題往往還沒有定解。知條件問題往往還沒有定解。l設(shè)計(jì)者必須補(bǔ)充有關(guān)設(shè)計(jì)者必須補(bǔ)充有關(guān)條件條件，通常是選擇不同，通常是選擇不同流速分別進(jìn)行計(jì)算，并從中選出最經(jīng)濟(jì)合理流速分別進(jìn)行計(jì)算，并從中選出最經(jīng)濟(jì)合理的方案。的方案。l因此一般來說，設(shè)計(jì)總是包括因此一般來說，設(shè)計(jì)總是包括選擇選擇和和優(yōu)化優(yōu)化。mH4081. 9227. 2)106. 0500024. 01 (102852 2、簡單管路的操作型計(jì)算、簡單管路的操作型計(jì)算 操作型計(jì)算問題是管路已定，要求核算在某給定

27、條操作型計(jì)算問題是管路已定，要求核算在某給定條件下管路的輸送能力或某項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。這類問題件下管路的輸送能力或某項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。這類問題的命題是這樣的：的命題是這樣的：（1 1）給定條件）給定條件： 計(jì)算目的計(jì)算目的：輸送量：輸送量q qv v。（2 2）給定條件）給定條件： 計(jì)算目的計(jì)算目的：所需的。：所需的。 計(jì)算的目的不同，命題中需給定的條件亦不同。計(jì)算的目的不同，命題中需給定的條件亦不同。在各種操作型問題中，都是給定了在各種操作型問題中，都是給定了6 6個(gè)變量，方程個(gè)變量，方程組有唯一解。組有唯一解。 21、ldvqld、2186已知求流量已知求流量q qv v的計(jì)算過程的計(jì)算過程21、ld

28、試差原因是試差原因是f f (Re(Re、/d/d）的非線性的非線性87例題：在例題：在2020下苯由高位槽流入某容器中，其間液位差下苯由高位槽流入某容器中，其間液位差5m5m且且視作不變。兩容器均為敞口。輸送管為視作不變。兩容器均為敞口。輸送管為32323 3無縫鋼管無縫鋼管(= 0.05mm)(= 0.05mm)，長，長100m(100m(包括局部阻力的當(dāng)量長度包括局部阻力的當(dāng)量長度) )，求流，求流量。量。解：已知：解：已知：21、ld求：求：q qv vkgJzghf05.4981. 950019. 0233205. 0d設(shè)流動(dòng)已進(jìn)入阻力平凡區(qū)，取初值設(shè)流動(dòng)已進(jìn)入阻力平凡區(qū)，取初值1

29、1= 0.023= 0.02305.4922udlhfsmldu/05. 1100023. 0026. 0205.49205.491查得查得2020苯苯 = 0. 737 mp= 0. 737 mpa as =879 kg/ms =879 kg/m3 3431026. 310737. 087905. 1026. 0Redu88 由由/d=0.0019/d=0.0019和和ReRe查得查得=0.028=0.028，與假設(shè)值有，與假設(shè)值有些差別，重新假設(shè)些差別，重新假設(shè)2 2=0.028=0.028 smu/95. 0100028. 0026. 0205.49431096. 210737. 087

30、995. 0026. 0Redu hmsmudqv/81. 1/10595. 0026. 0785. 043422由由/d=0.0019/d=0.0019和和ReRe查得查得=0.028=0.028，與假設(shè)值相，與假設(shè)值相同，所得流速同，所得流速u=0.95m/su=0.95m/s正確。正確。89二、復(fù)雜管路的計(jì)算二、復(fù)雜管路的計(jì)算 1 1、分支與匯合管路的計(jì)算、分支與匯合管路的計(jì)算 特點(diǎn)：在交點(diǎn)特點(diǎn)：在交點(diǎn)0 0產(chǎn)生動(dòng)量交換，造成局部能量損失，產(chǎn)生動(dòng)量交換，造成局部能量損失，同時(shí)在各流股之間有能量轉(zhuǎn)移。同時(shí)在各流股之間有能量轉(zhuǎn)移。90 工程上采用兩種方法解決交點(diǎn)工程上采用兩種方法解決交點(diǎn)0

31、0處的能量交處的能量交換和損失：換和損失： (1)(1)將單位質(zhì)量流體跨越交點(diǎn)的能量變化看作將單位質(zhì)量流體跨越交點(diǎn)的能量變化看作流過管件的局部阻力損失。流過管件的局部阻力損失。 (2)(2)若輸送管路的其他部分的阻力較大，如對(duì)若輸送管路的其他部分的阻力較大，如對(duì)于于l/d 1000l/d 1000的長管，三通阻力所占的比例的長管，三通阻力所占的比例甚小而予以忽略，可不計(jì)三通阻力而跨越甚小而予以忽略，可不計(jì)三通阻力而跨越交點(diǎn)列機(jī)械能衡算式。交點(diǎn)列機(jī)械能衡算式。 91 假設(shè)圖中流體由槽假設(shè)圖中流體由槽1 1流至槽流至槽2 2與槽與槽3 3，則可列，則可列出如下方程：出如下方程： 式中管長式中管長l

32、 l均包括局部阻力的當(dāng)量長度均包括局部阻力的當(dāng)量長度, ,下標(biāo)下標(biāo)1 1、2 2、3 3分別代表分別代表0101、0202、0303三段管路。三段管路。2)(2)(22221121udludl2)(2)(23321131udludl233222211444dududu 92l由上式可得到：由上式可得到： l表示分支管路里的流動(dòng)規(guī)律，說明無論各表示分支管路里的流動(dòng)規(guī)律，說明無論各支管的流量是否相等，流經(jīng)分叉點(diǎn)的支管的流量是否相等，流經(jīng)分叉點(diǎn)的1kg1kg流流體所具有的總機(jī)械能都相等。體所具有的總機(jī)械能都相等。2)(2)(23332222udludl 321vvvqqq93 例題：水位恒定的高位槽

33、從例題：水位恒定的高位槽從C C、D D兩支管同時(shí)放水。兩支管同時(shí)放水。ABAB段管長段管長6m6m，內(nèi)徑，內(nèi)徑41mm41mm。BCBC段長段長l5ml5m，內(nèi)徑，內(nèi)徑25mm25mm。BDBD段長段長24m24m，內(nèi)徑，內(nèi)徑25mm25mm。上述管長。上述管長均包括閥門及其他局部阻力均包括閥門及其他局部阻力的當(dāng)量長度，但不包括出口的當(dāng)量長度，但不包括出口動(dòng)能項(xiàng)，分支點(diǎn)動(dòng)能項(xiàng)，分支點(diǎn)B B的能量損失的能量損失可忽略，試求：可忽略，試求： (1)D(1)D、C C兩支管的流量及水槽兩支管的流量及水槽的總排水量；的總排水量； (2)(2)當(dāng)當(dāng)D D閥關(guān)閉，求水槽由閥關(guān)閉，求水槽由C C支支管流出

34、的出水量；管流出的出水量； 設(shè)全部管路的摩擦系數(shù)均可取設(shè)全部管路的摩擦系數(shù)均可取0.030.03且不變化。且不變化。 94解：（解：（1 1） 無論各支管的流量是否相等，流經(jīng)分叉點(diǎn)無論各支管的流量是否相等，流經(jīng)分叉點(diǎn)B B的的1kg1kg流體所具有的總機(jī)械能都相等。流體所具有的總機(jī)械能都相等。 對(duì)對(duì)B B點(diǎn)：點(diǎn)：vBDvBCvABqqqfBDBDfBCBChuhu222222222222BDBDBDBDBCBCBCBCudluudlu)025. 02403. 01 (2)025. 01503. 01 (222BDBCuuBDBCuu25. 1BCBDuu8 .095在在1-11-1和和2-22

35、-2截面列柏努利方程式：截面列柏努利方程式：222BDBDBCBCABABdududuBCABuu67. 022)(22221BCBCBCABABABBCudludlugz2025. 01503. 02)67. 0()041. 0603. 0(2222BCBCBCuuu)1897. 11 (281. 9102BCusmuBC/058. 396hmsmqvBC/4 . 5/0015. 0025. 04058. 3332hmduduqBDBCBDBDvBD/3 . 448 . 04322hmqqqvBDvBCvAB/7 . 93 . 44 . 5397（2 2）當(dāng)）當(dāng)D D閥關(guān)閉，求水槽由閥關(guān)閉，

36、求水槽由C C支管流出的出水量支管流出的出水量22)(22221BCBCBCABABABBCudludlugz（1）BCBCABBCBCABuudduu37. 0041. 0025. 02222（2）（2 2）代入（）代入（1 1）式：）式：)186 . 01 (281. 9102BCusmuBC/163. 3hmsmduqBCBCvBC/59. 5/00155. 04332D D閥未關(guān)閉時(shí)：閥未關(guān)閉時(shí)：hmqvBC/4 . 53說明本題總管阻力較小說明本題總管阻力較小, ,支管阻力為主支管阻力為主。98 2 2、并聯(lián)管路的計(jì)算、并聯(lián)管路的計(jì)算l特點(diǎn)特點(diǎn)：分流點(diǎn)：分流點(diǎn)A A和合流和合流點(diǎn)點(diǎn)B

37、 B的勢(shì)能值為唯一的，的勢(shì)能值為唯一的，因此，單位質(zhì)量流體因此，單位質(zhì)量流體由由A A流到流到B B，無論通過，無論通過哪一支管，阻力損失哪一支管，阻力損失應(yīng)是相等。即：應(yīng)是相等。即：ffffhhhh32199 若忽略分流點(diǎn)與合流點(diǎn)的局部阻力損失，各若忽略分流點(diǎn)與合流點(diǎn)的局部阻力損失，各管段的阻力損失為：管段的阻力損失為： 式中：式中：l li i為支管長度，包括了各局部阻力的當(dāng)為支管長度，包括了各局部阻力的當(dāng)量長度。量長度。 一般情況下，各支管的長度、直徑、粗糙度一般情況下，各支管的長度、直徑、粗糙度情況均不同，但各支管中流動(dòng)的流體是由情況均不同，但各支管中流動(dòng)的流體是由相同的勢(shì)能差推動(dòng)的，

38、故各支管流速相同的勢(shì)能差推動(dòng)的，故各支管流速u ui i也不也不同。同。 221iiiifudlh100l將將 代入上式經(jīng)整理得：代入上式經(jīng)整理得： 由此式可求出各支管的流量分配。如只有三個(gè)支管，由此式可求出各支管的流量分配。如只有三個(gè)支管，則：則： （1 1） 由質(zhì)量守恒知總流量：由質(zhì)量守恒知總流量： （2 2）24dquviifiivilhdq542335322521151v3v21d:d:q:q:llldqv321vvvvqqqq101l注意注意：在計(jì)算單位質(zhì)量流體流過并聯(lián)管段：在計(jì)算單位質(zhì)量流體流過并聯(lián)管段的阻力損失時(shí)，只要考慮其中任一分支管的阻力損失時(shí)，只要考慮其中任一分支管段的阻力

39、損失，不能將并聯(lián)的各管段的阻段的阻力損失，不能將并聯(lián)的各管段的阻力損失全部加在一起作為并聯(lián)管路的阻力力損失全部加在一起作為并聯(lián)管路的阻力損失。損失。102l例題：在圖示并聯(lián)管路中，支路ADB長20m，支路ACB長5m，（包括管件但不包括閥門的當(dāng)量長度）。兩支管直徑都為80mm，直管摩擦系數(shù)都為0.03，兩支管各裝有閘門閥一個(gè)，換熱器一個(gè)，換熱器的局部阻力系數(shù)都為5。l試求：當(dāng)兩閥門全開時(shí)兩支路的流量之比。103解：以下標(biāo)解：以下標(biāo)1 1和和2 2分別表示支路分別表示支路ACBACB和和ADBADB。 并聯(lián)管路的阻力損失相等。并聯(lián)管路的阻力損失相等。8 . 1517. 008. 0503. 05

40、17. 008. 02003. 01112222221CEDFdldluu34. 18 . 12121uuqqvv對(duì)并聯(lián)管路，即使各支管的直徑相同，若阻力對(duì)并聯(lián)管路，即使各支管的直徑相同，若阻力不等也必將導(dǎo)致流量分配的不均勻，使并聯(lián)設(shè)不等也必將導(dǎo)致流量分配的不均勻，使并聯(lián)設(shè)備不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。備不能發(fā)揮應(yīng)有的作用。104 在此題中，若要使兩支路的流量相等，支路ACB的閥門應(yīng)該如何動(dòng)作？ 若管路總流量為2.510-2m3/s，閥門E關(guān)小前后流體在分流點(diǎn)A和合流點(diǎn)B之間的阻力損失各為多少？ 解： 即閥門E應(yīng)關(guān)小，使其局部阻力系數(shù)增為5.8。1508. 0503. 0517. 008. 02003

41、. 011122222212221ECEDFvvdldluuqq8 . 5)508. 0503. 0()517. 008. 02003. 0(E105 由物料衡算關(guān)系 （1） 在閥門關(guān)小前： （2）由（1）、（2）二式求得： u2 = 2.21m/s A、B兩點(diǎn)間的阻力損失： 在閥門關(guān)小后： （3） 由（1）、（3）兩式求得：u2 = 2.485 m/s A、B兩點(diǎn)間的阻力損失： 25. 0442212udud34.121uukgJhf/9 .30221. 2)517. 008. 02003. 0(2121uukgJhf/1 .392485. 2)517. 008. 02003. 0(2關(guān)小閥

42、門E可提高流量分配的均勻性，其代價(jià)是能量消耗的增加。 106第七節(jié)第七節(jié) 流速和流量的測(cè)定流速和流量的測(cè)定1-7-1 1-7-1 測(cè)速管（皮托管）測(cè)速管（皮托管）一、測(cè)速原理一、測(cè)速原理BBAAAgzpugzp22)(2ABAu)(iBARggRuiA)(2107108 皮托管測(cè)量特點(diǎn)皮托管測(cè)量特點(diǎn)：測(cè)量點(diǎn)速度：測(cè)量點(diǎn)速度，可測(cè)速度分布?？蓽y(cè)速度分布。 要測(cè)得流量，必須先測(cè)出截面的速度分布，然后要測(cè)得流量，必須先測(cè)出截面的速度分布，然后進(jìn)行積分。進(jìn)行積分。 對(duì)于圓管常用的方法：測(cè)量管中心的最大流速對(duì)于圓管常用的方法：測(cè)量管中心的最大流速u umaxmax，由最大速度由最大速度u umaxmax

43、與平均速度的關(guān)系，求出截面的與平均速度的關(guān)系，求出截面的平均流速，進(jìn)而求出流量。平均流速，進(jìn)而求出流量。 層流：層流：u=0.5uu=0.5umaxmax湍流：湍流： u0.u0.u umaxmax 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：流動(dòng)阻力小，適于測(cè)量大直徑氣體管道內(nèi)：流動(dòng)阻力小，適于測(cè)量大直徑氣體管道內(nèi)的流動(dòng)速度。的流動(dòng)速度。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：不能直接測(cè)定平均速度，且壓差讀數(shù)小，：不能直接測(cè)定平均速度，且壓差讀數(shù)小，常要配用微量壓差計(jì)才能讀得準(zhǔn)確。常要配用微量壓差計(jì)才能讀得準(zhǔn)確。 109 二、皮托管的安裝二、皮托管的安裝 1 1、必須保證測(cè)量點(diǎn)位于均勻流段、必須保證測(cè)量點(diǎn)位于均勻流段 為此，要求測(cè)量點(diǎn)的上、下游最好各有

44、一段為此，要求測(cè)量點(diǎn)的上、下游最好各有一段長度等于長度等于5050倍管徑以上長度的直管距離。倍管徑以上長度的直管距離。 2 2、管口截面嚴(yán)格垂直于流動(dòng)方向、管口截面嚴(yán)格垂直于流動(dòng)方向 3 3、畢托管直徑、畢托管直徑d d0 0 d/50d/501101-7-2 1-7-2 孔板流量計(jì)孔板流量計(jì)一、孔板流量計(jì)的測(cè)量一、孔板流量計(jì)的測(cè)量原理原理 截面截面1 1和和2 2可認(rèn)為是均勻可認(rèn)為是均勻流。暫時(shí)不計(jì)阻力損流。暫時(shí)不計(jì)阻力損失，在失，在1-21-2兩截面間列兩截面間列柏努利方程可得：柏努利方程可得：2222222111upgzupgz)( 2)( 221212122ppuu111112)(22

45、12120ppCuu(1) 按連續(xù)性方程式：按連續(xù)性方程式： 0011AuAu令令10AAm 01muu )(2121iRgpp(2)(3)將（將（2 2）、（）、（3 3）式代入（）式代入（1 1）得：）得：)(2120iRgmCu)(200iRgCu)(200ivRgACq 式中：式中：C C0 0稱為孔板的流量系數(shù)稱為孔板的流量系數(shù) 113 流量系數(shù)流量系數(shù)C C0 0可表示成：可表示成： C C0 0=（RedRed、mm）式中：式中： RedRed是以管徑計(jì)算的是以管徑計(jì)算的雷諾數(shù)雷諾數(shù) 當(dāng)當(dāng)ReRe由數(shù)增大到一定值后，由數(shù)增大到一定值后，C C0 0不再隨不再隨ReRe而變，成為一

46、而變，成為一個(gè)僅決定于個(gè)僅決定于mm的常數(shù)。的常數(shù)。 選用孔板流量計(jì)時(shí)應(yīng)盡量選用孔板流量計(jì)時(shí)應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)在Re-Re-極限允許值的極限允許值的范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。1Redud 114二、孔板流量計(jì)的阻力損失和安裝二、孔板流量計(jì)的阻力損失和安裝 式中：式中：值一般在值一般在0.80.8左右。左右。 h hf fRR 說明讀數(shù)說明讀數(shù)R R是以機(jī)械能損失為代價(jià)取得的。是以機(jī)械能損失為代價(jià)取得的?？s口愈小，孔口速度愈大，讀數(shù)縮口愈小，孔口速度愈大，讀數(shù)R R愈大，阻力損愈大，阻力損失也隨之增大。失也隨之增大。 因此要選擇適當(dāng)?shù)拿娣e比因此要選擇適當(dāng)?shù)拿娣e比mm以期兼顧適宜的讀數(shù)以期兼顧適宜的讀數(shù)和阻力

47、損失。和阻力損失。)(22020ifRgCuh孔板流量計(jì)安裝時(shí)孔板流量計(jì)安裝時(shí), ,在上游和下游必須有在上游和下游必須有(15-40)d(15-40)d和和5d5d的直管距離。的直管距離。1151-7-31-7-3轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì) 一、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理一、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的工作原理 當(dāng)流體自下而上流過垂直的錐形管時(shí)，當(dāng)流體自下而上流過垂直的錐形管時(shí)，轉(zhuǎn)子受到兩個(gè)力的作用：一是垂直向上轉(zhuǎn)子受到兩個(gè)力的作用：一是垂直向上的推動(dòng)力，它等于流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐管的推動(dòng)力，它等于流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐管間的環(huán)形截面所產(chǎn)生的壓力差；另一是間的環(huán)形截面所產(chǎn)生的壓力差；另一是垂直向下的凈重力，它等于轉(zhuǎn)子所受的垂直向下

48、的凈重力，它等于轉(zhuǎn)子所受的重力減去流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力。重力減去流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力。 當(dāng)流量加大使壓力差大于轉(zhuǎn)子的凈重力當(dāng)流量加大使壓力差大于轉(zhuǎn)子的凈重力時(shí)，轉(zhuǎn)子上升；當(dāng)流量減小使壓力差小時(shí)，轉(zhuǎn)子上升；當(dāng)流量減小使壓力差小于轉(zhuǎn)子的凈重力時(shí)，轉(zhuǎn)子下沉；當(dāng)壓力于轉(zhuǎn)子的凈重力時(shí)，轉(zhuǎn)子下沉；當(dāng)壓力差與轉(zhuǎn)子的凈重力相等時(shí)轉(zhuǎn)子處于平差與轉(zhuǎn)子的凈重力相等時(shí)轉(zhuǎn)子處于平衡狀態(tài)，即停留在一定位置上。在玻璃衡狀態(tài)，即停留在一定位置上。在玻璃管外表面上刻有讀數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)子的停留管外表面上刻有讀數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)子的停留位置，即可讀出被測(cè)流體的流量。位置，即可讀出被測(cè)流體的流量。116117 若上游環(huán)形截面為，下游環(huán)形截面為若上游環(huán)形

49、截面為，下游環(huán)形截面為2 2，則流體流經(jīng)，則流體流經(jīng)環(huán)形截面所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差為環(huán)形截面所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差為(p(p1- 1-p p2 2) )。當(dāng)轉(zhuǎn)子在流體中處。當(dāng)轉(zhuǎn)子在流體中處于平衡狀態(tài)時(shí)，即：于平衡狀態(tài)時(shí)，即：轉(zhuǎn)子承受的壓力差轉(zhuǎn)子所受的重力轉(zhuǎn)子承受的壓力差轉(zhuǎn)子所受的重力流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力流體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力式中：式中：V Vf f轉(zhuǎn)子的體積；轉(zhuǎn)子的體積；A Af f轉(zhuǎn)子最大部分的截面積；轉(zhuǎn)子最大部分的截面積；f f轉(zhuǎn)子材質(zhì)的密度；轉(zhuǎn)子材質(zhì)的密度；被測(cè)流體的密度。被測(cè)流體的密度。gVgVAppffff)(21118fffAgVpp)(12（）（）)(2220ppACqRv（）（）將（將（1 1）式代入（

50、）式代入（2 2）式得：）式得：fffRvAgVACq)(20或：或：fffRAgVCu)(20（3 3）式中：式中： A A0 0轉(zhuǎn)子與玻璃管間的環(huán)形截面積轉(zhuǎn)子與玻璃管間的環(huán)形截面積mm2 2； C CR R轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量系數(shù)，無因次，與流體流過轉(zhuǎn)子流量計(jì)的流量系數(shù)，無因次，與流體流過環(huán)隙時(shí)的環(huán)隙時(shí)的ReRe值及轉(zhuǎn)子形狀有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。值及轉(zhuǎn)子形狀有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。constppconstVAfff)(21，、當(dāng)恒壓差恒壓差119 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)constCconstVARfff較高，如、當(dāng)Re恒流速恒流速恒壓差恒壓差fffRAgVCu)(20則則u u0 0 = co

51、nst = const 恒流速恒流速 表示在任何流量下，轉(zhuǎn)子所處的平衡位置必定滿足的表示在任何流量下，轉(zhuǎn)子所處的平衡位置必定滿足的條件是環(huán)隙速度恒定條件是環(huán)隙速度恒定 對(duì)于特定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)和被測(cè)流體，由壓差引起的對(duì)于特定的轉(zhuǎn)子流量計(jì)和被測(cè)流體，由壓差引起的升力恒定不變，升力恒定不變，不論流量大小，轉(zhuǎn)子兩端的壓差恒不論流量大小，轉(zhuǎn)子兩端的壓差恒為常數(shù)為常數(shù) （p p1 1-p-p2 2) = const ) = const 恒壓差恒壓差 120l阻力損失不隨流量而變化，這一點(diǎn)與阻力損失不隨流量而變化，這一點(diǎn)與孔板流量計(jì)完全不同。所以轉(zhuǎn)子流量孔板流量計(jì)完全不同。所以轉(zhuǎn)子流量計(jì)常用于寬范圍流量的測(cè)量

52、。計(jì)常用于寬范圍流量的測(cè)量。l原因是因?yàn)檗D(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量流量時(shí)，原因是因?yàn)檗D(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量流量時(shí)，環(huán)隙面積隨流量而變化，而孔板流量環(huán)隙面積隨流量而變化，而孔板流量計(jì)孔口面積是不變的。計(jì)孔口面積是不變的。constuhf220恒流速和恒壓差特點(diǎn)的結(jié)果：恒流速和恒壓差特點(diǎn)的結(jié)果：121二、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度換算和測(cè)量范圍二、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度換算和測(cè)量范圍l刻度換算刻度換算 l式中：分別為標(biāo)定流體式中：分別為標(biāo)定流體( (水或空氣水或空氣) )的的體積流量和密度；體積流量和密度；l分別為其他液體或氣體的體積流分別為其他液體或氣體的體積流量和密度。量和密度。)()(fBBfAvAvBqqA、vAqB、vq122l測(cè)量范圍測(cè)量范圍 l 式中：分別為玻管上、下端的環(huán)式中：分別為玻管上、下端的環(huán)隙面積。隙面積。l 實(shí)際使用時(shí)，如流量計(jì)不符合具體測(cè)量范實(shí)際使用時(shí)，如流量計(jì)不符合具體測(cè)量范圍的要求，可以更換或者車削轉(zhuǎn)子。圍的要求，可以更換或者車削轉(zhuǎn)子。l轉(zhuǎn)子流量計(jì)在管路中必須垂直安裝。（為轉(zhuǎn)子流量計(jì)