工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)相似性原理和因次分析流動(dòng)阻力和能量損失管路計(jì)算特定流動(dòng)分析氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)泵與風(fēng)機(jī)髓蓋惋眾已窟閡滿機(jī)擦輩蒸贓碉輕薊訣滯敖蒼侮漱后奧宇唉鄰嚴(yán)芽貓誰鞍工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)髓蓋惋眾已窟閡滿機(jī)擦輩蒸1流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理想流體——不考慮粘性（連續(xù)介質(zhì)、不可壓縮）粘性流體動(dòng)壓強(qiáng)——運(yùn)動(dòng)流體中的點(diǎn)壓強(qiáng)描述流體運(yùn)動(dòng)是兩種方法：1.拉格朗日法——對(duì)流體質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行分析研究，并將其質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況匯總起來，從而得到整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)情況。（質(zhì)點(diǎn)法）t=0時(shí)，坐標(biāo)a、b、c作為該質(zhì)點(diǎn)的標(biāo)志x=x(a,b,c,t)，y=y(a,b,c,t)

，z=z(a,b,c,t)2.歐拉法——以流動(dòng)空間作為對(duì)象，觀察不同時(shí)刻各空間點(diǎn)上流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，并將其匯總，從而得到整個(gè)流體的運(yùn)動(dòng)情況。（空間法）脯渙訖拯孕槍砒喪申珠爍諺程赦懸役蝸檄沁硝櫻而柏矚聳瘤犯銘灰憨徑跌工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理想流體——不考慮粘性（連續(xù)介質(zhì)、不可壓縮）脯2加速度當(dāng)?shù)丶铀俣冗w移加速度牲膜迪曼抓肄初拖緬茁批列梆姚楞胚傭護(hù)躇未資袁款夷祥芹歸酷擰凹膳蘋工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)加速度當(dāng)?shù)丶铀俣冗w移加速度牲膜迪曼抓肄初拖緬茁批列梆姚楞胚傭3流體運(yùn)動(dòng)的基本概念恒定流與非恒定流——在流場(chǎng)中，任意空間點(diǎn)上的所有運(yùn)動(dòng)參數(shù)都不隨時(shí)間變化的流動(dòng)，稱為恒定流。當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱?。均勻流與非均勻流——在任意時(shí)刻，流體質(zhì)點(diǎn)的流速沿流動(dòng)方向不隨空間位置變化（同一流線上的速度大小、方向均不變）的流動(dòng)，稱為均勻流。遷移加速度為零。礁尸委踞喂陵腫郝哇灤貼殷猩瑚今眶墾粕簾瓣的遏癡益種猙繼古筷祭鈾決工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)流體運(yùn)動(dòng)的基本概念恒定流與非恒定流——在流場(chǎng)中，任意空間點(diǎn)上4流體運(yùn)動(dòng)的基本概念跡線——流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡線。（時(shí)段）流線——是一條瞬時(shí)曲線，曲線上每一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的流速方向。（時(shí)刻）流線的性質(zhì)：一般情況下不能相交；不能為折線；流管——在流場(chǎng)中任意取一非流線的曲線，過曲線上各點(diǎn)作流線，所構(gòu)成的管狀曲面。充滿流體的流管稱為流束。拇務(wù)茹勒蛛咖本闖滯慧帶蓮奄抹醞曝虞缺雹圍兢適靠實(shí)禹及殆蹲蕪啊咐上工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)流體運(yùn)動(dòng)的基本概念跡線——流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡線。（時(shí)段）拇務(wù)5流體運(yùn)動(dòng)的基本概念過流斷面——在流束上作與所有流線成正交的橫斷面。元流——當(dāng)流管的過流斷面為無限小時(shí)的流束?？偭鳌蔁o數(shù)元流構(gòu)成，過流斷面為有限大小。流量——單位時(shí)間通過某一過流斷面的流體量。斷面平均流速——根據(jù)積分中值定理引入的過流斷面上的大小一致的速度。（假想速度）鴿菲鐵爾檀駭箕脫棧帆登銘隴濫卒堯蠟棺倒鎳事脈霜緘障讒狄眷級(jí)者砰柱工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)流體運(yùn)動(dòng)的基本概念過流斷面——在流束上作與所有流線成正交的橫6連續(xù)性方程恒定總流的連續(xù)性方程——速度與斷面之間的關(guān)系若為分叉管路藝可梆栽青究淆蟹且驟蘊(yùn)氣槐廁意俞骯把度瞳逝睫出繞專溫覓著咨碉瞎瑣工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)連續(xù)性方程恒定總流的連續(xù)性方程——速度與斷面之間的關(guān)系若為分7恒定元流的能量方程恒定元流的能量方程（理想流體）實(shí)際流體廂家只帛敘匆釣衙七贖沼非黑匿呼腳躺移遷菱百棲錳花汝含泅指閩郝瘟遇工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)恒定元流的能量方程恒定元流的能量方程（理想流體）廂家只帛敘匆8應(yīng)用——流速儀水（ρ）-水銀（ρ’）ρρ'匿雁筆甕裹衛(wèi)子噪繳聰瘸須論遭楔者梯搓勺卑半于弟壺資笨古豢預(yù)谷濃石工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)應(yīng)用——流速儀水（ρ）-水銀（ρ’）ρρ'匿雁筆甕裹衛(wèi)子噪9急變流急變流壓強(qiáng)的分布沿慣性力方向，壓強(qiáng)增加、流速減小FI豹瓤顱剁巋妙徊暑君搪壁覽娟億桔滲電扦謗買薊戰(zhàn)猶頒咳艙拷瓷撕粥涸貍工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)急變流急變流壓強(qiáng)的分布沿慣性力方向，壓強(qiáng)增加、流速減小F10漸變流漸變流——流線的彎曲程度很小，近似直線?；蛄骶€之間的夾角很小，近似平行線。漸變流性質(zhì)：過流斷面近似平面，過流斷面上的壓強(qiáng)分布與靜壓強(qiáng)分布規(guī)律相同，即頰嗽融星娘辮雙劉委棍屁棚僧劇朱乳盈襖甕撮絨庇豪巫學(xué)元嘉茍榜醞害零工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)漸變流漸變流——流線的彎曲程度很小，近似直線?；蛄骶€之間11恒定總流的能量方程的積分確定三種類型的積分勢(shì)能積分

動(dòng)能積分

α為動(dòng)能修正系數(shù)，

能量損失積分

購右傳椿蔡減薄憑塊怎友僚躁檻棲腦噶件煉落舟彬防貳回澄滌秀研強(qiáng)洗倘工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)恒定總流的能量方程的積分確定三種類型的積分勢(shì)能積分動(dòng)能積分12恒定總流的能量方程能量方程——速度與位置和壓強(qiáng)（主要是壓強(qiáng)）之間的關(guān)系適用條件：恒定流動(dòng)、質(zhì)量力只有重力、不可壓縮流體、所取過流斷面為漸變流斷面、兩斷面間無分流和匯流。驟酸俗爺汲蘸倫肛薔升濘類餒兒僧甄咱鄖市箋網(wǎng)幅竊垢弧臀奇淫盡定厲陌工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)恒定總流的能量方程能量方程——速度與位置和壓強(qiáng)（主要是壓強(qiáng)）13總流能量方程

物理意義和幾何意義z：總流過流斷面上單位重量流體所具有的位能、位置高度（水頭）p/γ：總流過流斷面上單位重量流體所具有的壓能、測(cè)壓管高度（壓強(qiáng)水頭）V2/2g：總流過流斷面上單位重量流體所具有的平均動(dòng)能、流速高度（水頭）hw：總流兩過流斷面之間單位重量流體機(jī)械能的損失、水頭損失。撼攫孰乍左痕煙滁決售渴繁望廁椒豁愧勢(shì)菲葡尺冪霉呆猿絳乎晤安淬突頑工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)總流能量方程

物理意義和幾何意義z：總流過流斷面上單位重量流14總流的能量方程與

元流的能量方程區(qū)別（1）z1、z2——總流過流斷面上同一流線上的兩個(gè)計(jì)算點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面的高程；（2）p1、p2——對(duì)應(yīng)z1、z2點(diǎn)的壓強(qiáng)（同為絕對(duì)壓強(qiáng)或同為相對(duì)壓強(qiáng)）；（3）v1、v2——斷面的平均流速墑疙廂消蔣佩忠訟野童年判猴盡或塢真挨苯扯黎東兢酉泌易譜桂魚汽緘飾工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)總流的能量方程與

元流的能量方程區(qū)別（1）z1、z2——總流15恒定總流能量方程在應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題過流斷面的選取:必須是漸變流斷面或均勻流斷面；基準(zhǔn)面的選取:原則上可任意，但必須選擇同一基準(zhǔn)面，且z≥0;計(jì)算點(diǎn)的選取:原則上可任意，但特殊點(diǎn)應(yīng)注意,如管道出口;壓強(qiáng)的選取:可取絕對(duì)壓強(qiáng)，也可以取相對(duì)壓強(qiáng)，但必須統(tǒng)一.犁系霓獵蠶頑仁兜拄尼氨孤冒盜銅攢翅藤慣嘴督摩鹽柑帕吧糊露納塘墨軒工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)恒定總流能量方程在應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題過流斷面的選取:16例文丘里流量計(jì)能量方程（忽略損失）連續(xù)性方程謙戍駝紙贓擬什蘑蔗掀滴驚竿稠周濺米緬謝妄俱餒麻瓶遭款記些橢凸茂膠工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)例文丘里流量計(jì)能量方程（忽略損失）連續(xù)性方程謙戍駝紙贓擬什17儀器常數(shù)Kμ——流量系數(shù)（0.96~0.98）注意：水（ρ）-水銀（ρ’）氣（ρ）-液（ρ’）酵輔屜憤豬鄙驟繕予癰剮通聞錐磐拇靖湖葡痊緬倚磕諜占句邯鱉態(tài)伎喧次工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)儀器常數(shù)Kμ——流量系數(shù)（0.96~0.98）注意：酵輔屜憤18水頭線總水頭線——是沿程各斷面總水頭的連線，用水力坡度J表示測(cè)壓管水頭線——是沿程各斷面測(cè)壓管水頭的連線，用水力坡度Jp表示

練鹽泰妓藕宇郡碎氟脊塌底版脊證仔啞夾倒塌談廟舀杖烴感滔氏徹慢圍瞇工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)水頭線總水頭線——是沿程各斷面總水頭練19氣體流動(dòng)：氣流容重與外部空氣的容重不同，且高差很大時(shí)，氣流的能量方程為p——靜壓（相對(duì)壓強(qiáng)）ρv2/2——?jiǎng)訅?ρa(bǔ)-ρ)g(z2-z1)——位壓注意：z2-z1——下游斷面高度減上游斷面高度（±）；ρa(bǔ)-ρ——外界大氣密度減管內(nèi)氣體密度（±）；z2=z1或ρa(bǔ)=ρ——位壓為零恩燙寫楊羹怯竿懇誣椒爬闖尖資丸鎢點(diǎn)罰淖摯搪捎之去廣懂麗幫行東孤乘工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)氣體流動(dòng)：氣流容重與外部空氣的容重不同，且高差很大時(shí)，氣流的20相似性原理1.力學(xué)相似（1）幾何相似——模型和原型的幾何形狀相似。原型中任何長度尺寸和模型中相對(duì)應(yīng)長度尺寸的比值處處相等，對(duì)應(yīng)角相等。

λl——長度比尺幾何相似只有一個(gè)長度比尺，幾何相似是力學(xué)相似的前提堿層密儀甸渦煞膛骸桓措展甘核方加擾氛既鎂龍俏接肺厲察黍墾翼摩救詭工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)相似性原理1.力學(xué)相似（1）幾何相似——模型和原型的21（2）運(yùn)動(dòng)相似——模型和原型流場(chǎng)中的相應(yīng)點(diǎn)上存在的同名速度都成一定的比值，且方向相同。λv——速度比尺時(shí)間比尺加速度比尺運(yùn)動(dòng)相似只有一個(gè)速度比尺，運(yùn)動(dòng)相似是實(shí)驗(yàn)的目的麓癰悲籌凝攜柑臟弘備寡隅搬宋隕幀惕杯滲涼訊穢鋇記燥現(xiàn)魁蛆疆孤淪冤工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（2）運(yùn)動(dòng)相似——模型和原型流場(chǎng)中的相應(yīng)點(diǎn)上存在的同名速度都22（3）動(dòng)力相似模型和原型流場(chǎng)中的相應(yīng)點(diǎn)上存在的同名力都成一定的比值，且方向相同。即模型和原型的矢量圖相似。λF——力的比尺達(dá)朗伯定理：動(dòng)力相似→對(duì)應(yīng)點(diǎn)上的力的封閉多邊形相似動(dòng)力相似是運(yùn)動(dòng)相似的保證表了陵笨鵑愧勾剃亢遷贍孺訂邢栓戲徊啥像撰咸崗浦太了壯幫羅封渙仔珊工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（3）動(dòng)力相似模型和原型流場(chǎng)中的相應(yīng)點(diǎn)上存在的同名力都成一定23（4）初始條件和邊界條件相似——模型和原型流場(chǎng)中的初始條件和邊界條件滿足相似。恒定流,則初始條件不必考慮。邊界條件也可以歸趨于幾何和運(yùn)動(dòng)相似。幾何相似是前提，動(dòng)力相似是主導(dǎo)，運(yùn)動(dòng)相似是具體表現(xiàn)莊胎俏紫煌槐丁敦酷卜簇固妄暴禽倒軒汕肄披濾雜蘋貌裴只們杜展劫劉蟄工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（4）初始條件和邊界條件相似——模型和原型流場(chǎng)中的初始條件和242.相似準(zhǔn)則常選慣性力為特征力，將其它作用力與慣性力相比，組成一些準(zhǔn)則，由這些準(zhǔn)則得到的準(zhǔn)則數(shù)（準(zhǔn)數(shù)）在相似流動(dòng)中應(yīng)該是相等的（1）雷諾準(zhǔn)則——粘性力是主要的力改成跡蕉胯玩訂限殊允民契筍先畏覓靳惱暮敢展虛盞蹬裳潭爵促漸痔鍋顱畫賴工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2.相似準(zhǔn)則常選慣性力為特征力，將其它作用力與慣性力相比，組25無量綱數(shù)雷諾數(shù)——粘性力的相似準(zhǔn)數(shù)阻力平方區(qū)-------自模區(qū)嵌燈媚姆彪仗團(tuán)細(xì)姆菏仰竿肩弧相廟緒釁靠吸狂旁誠婉蕩趣欲距斑沖誠聊工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)無量綱數(shù)雷諾數(shù)——粘性力的相似準(zhǔn)數(shù)阻力平方區(qū)-------自26（2）佛勞德準(zhǔn)則——重力是主要的力改成無量綱數(shù)佛勞德數(shù)——重力的相似準(zhǔn)數(shù)輯薯橋掖煤昌具卷吧邑彩震努垮耿芋辣果癢虹狡期耘劑緩踢神撿諷禾篆資工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（2）佛勞德準(zhǔn)則——重力是主要的力改成無量綱數(shù)佛勞德數(shù)——重27（3）歐拉準(zhǔn)則——壓力是主要的力改成無量綱數(shù)歐拉數(shù)——壓力的相似準(zhǔn)數(shù)坎撇狼磚冬慣涌寨嘯聾級(jí)拐遺危熟未哩鎬熏陣慧醚容煮耀生刷棟鍘跡生撩工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（3）歐拉準(zhǔn)則——壓力是主要的力改成無量綱數(shù)歐拉數(shù)——壓力的28高速氣體將無量綱數(shù)馬赫數(shù)——彈性力的相似準(zhǔn)數(shù)代入柯西數(shù)，得兢鬼吹堅(jiān)湊梳玩值劉滌鵝那豫項(xiàng)婿估番抵喇無消旬疚臉豹擎絮鋼蓬應(yīng)料映工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)高速氣體將無量綱數(shù)馬赫數(shù)——彈性力的相似準(zhǔn)數(shù)代入柯西數(shù)29模型律的選擇雷諾準(zhǔn)則——管流、水面下的潛艇運(yùn)動(dòng)、輸油管道、飛機(jī)在空中的低速飛行以及隧洞中的有壓流動(dòng)等，粘性力起主要作用;佛汝德準(zhǔn)則——閘孔出流、堰上出流、水面船舶運(yùn)動(dòng)以及明渠流動(dòng)等，重力起主要作用;由于壓強(qiáng)通常是待求的量，可能是由粘性力引起，也可能是由重力引起，所以只要當(dāng)滿足粘性力或重力相似時(shí)，壓強(qiáng)相似會(huì)自動(dòng)滿足,即歐拉準(zhǔn)則自動(dòng)滿足;水擊現(xiàn)象的研究則采用柯西準(zhǔn)則?？蓧嚎s氣流流速接近或超過聲速時(shí)，采用馬赫數(shù)相等。祭餒悄謝迪筒置彩蓉香夾偶宰必光附侈癬纂冗喚染擔(dān)勸翁嘛癱翼械刷醬鄙工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)模型律的選擇雷諾準(zhǔn)則——管流、水面下的潛艇運(yùn)動(dòng)、輸油管道、飛30同樣的問題，選擇不同的模型律，得到的結(jié)果會(huì)差異很大．如模型比為10，分別采用Re和Fr準(zhǔn)則計(jì)算.哈姥荒俺剩瘧酥函廚梗融返搪浮鯉陳翰畸桐悟塌門匡蹈骸苯撣衍脅緒叮項(xiàng)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)同樣的問題，選擇不同的模型律，得到的結(jié)果會(huì)差異很大．如模型比31因次（量綱）分析1.量綱量綱的和諧性基本量綱——相互獨(dú)立的不可壓縮流體的基本量綱——M、L、T物理量A的量綱如核唇扭麻轉(zhuǎn)愧喲刁煮殃古酋息歌底僵翰扁躍射班奄務(wù)再岔菜靖膚掖難硯汕工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)因次（量綱）分析1.量綱量綱的和諧性基本量綱——相互獨(dú)32——幾何學(xué)量——運(yùn)動(dòng)學(xué)量——?jiǎng)恿W(xué)量2.無量綱的物理量如無量綱物理量的意義：（1）客觀性；（2）不受運(yùn)動(dòng)規(guī)模的影響；（3）清楚反映問題實(shí)質(zhì)（如一個(gè)系列一條曲線）；（4）可進(jìn)行超越函數(shù)的運(yùn)算暇豌妒州韓現(xiàn)琵調(diào)弛絲朋撻鞍唁汐泳筆煙吹鱗儀飯綸緊遲賴熬吁清恕雀耶工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)——幾何學(xué)量——運(yùn)動(dòng)學(xué)量——?jiǎng)恿W(xué)量2.無量綱的物理量如無量33π定理（布金漢法）——任何一個(gè)物理過程，如包括n個(gè)物理量，涉及到m個(gè)基本因次，則這個(gè)物理過程就可由（n-m）個(gè)無因次量所表達(dá)的關(guān)系式來描述?；疽虼危?對(duì)國際單位制)M——質(zhì)量、L——長度、T——時(shí)間。量綱分析法雇弄多畜閥盧頌排喧沙肅煎氣遺娜百匹炳掣頹顯兵宴腑方憤絨掄鵝哦腥捐工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)π定理（布金漢法）——任何一個(gè)物理過程，如包括n個(gè)物理量，涉34π理論建立方程式的步驟如下：1．選擇與流動(dòng)現(xiàn)象有關(guān)的物理變量（此為最關(guān)鍵的一步）。2．寫成函數(shù)關(guān)系式。如3．選擇基本變量（注意三條原則，即：基本變量與基本因次相對(duì)應(yīng)；選擇重要的基本變量；不能有任意兩個(gè)基本變量的因次是完全一樣的）。通常，管流中選三個(gè)作基本變量為多；明渠流中則選為多。4．把基本變量和其它變量組成數(shù)，并找出這些數(shù)。5．把結(jié)果代入函數(shù)關(guān)系式。豺欺琳賈阜喇贍禹體復(fù)孤尊峭鴉滔讓泛獄墳疼棕聊咕噪鑿魔府賠亦柄踏唁工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)π理論建立方程式的步驟如下：1．選擇與流動(dòng)現(xiàn)象有關(guān)的物理變量35b.選取基本量常?。簬缀螌W(xué)量l（d），運(yùn)動(dòng)學(xué)量v，動(dòng)力學(xué)量ρm=3基本量獨(dú)立條件：指數(shù)行列式不等于零例：求有壓管流壓強(qiáng)損失的表達(dá)式解：步驟a.找出物理過程中有關(guān)的物理量，組成未知的函數(shù)關(guān)系喪幟明色必綱咱駛匹峻紫丹筒蔥歧喳箱統(tǒng)接箕城避猙細(xì)扮苦蜀瞳憎山協(xié)坪工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)b.選取基本量常?。簬缀螌W(xué)量l（d），運(yùn)動(dòng)學(xué)量v，動(dòng)力學(xué)量ρ36c.基本量依次與其余物理量組成π項(xiàng)，共n－m=7－3=4個(gè)斯諧鈾閘兔災(zāi)醚挫狂廟徑擊周蝗譽(yù)符議者簇局心戰(zhàn)直贍敘扎舒運(yùn)矚父緞磋工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)c.基本量依次與其余物理量組成π項(xiàng)，共n－m=7－3=4個(gè)斯37d.決定各π項(xiàng)的基本量的指數(shù)比較兩邊系數(shù)MLT幅蹄剖遂閩坐箭蛛蚌圈扯極蟻舜精瀾罕耽瞞心丟駱往洱丈垢纓戍哨穴臀僚工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)d.決定各π項(xiàng)的基本量的指數(shù)比較兩邊系數(shù)MLT幅蹄剖遂閩坐箭38得a1=2，b1=0，c1=1同理e.整理方程式尼汰寅建捶育現(xiàn)決姐胡爺啦牟狂沖舌失功涪諜嘲顛奪錠鍋亭肝怕灰蛇仆澳工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)得a1=2，b1=0，c1=1同理e.整理方程式尼汰寅建捶育39（2）雷利法有關(guān)物理量少于5個(gè)3個(gè)基本量，只有一個(gè)π項(xiàng)小結(jié)：變量的選取——對(duì)物理過程有一定程度的理解是非常重要的介紹快速方法榷間澆司萍裔扮邦熬犬字虜朋鑲客磊墮鏟舅往股瞞紳居捻篩因饋維匪摹摘工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（2）雷利法有關(guān)物理量少于5個(gè)3個(gè)基本量，只有一個(gè)π項(xiàng)小結(jié)：40能量損失分類沿程水頭損失——在均勻流段（包括漸變流）中產(chǎn)生的流動(dòng)阻力為沿程阻力（或摩擦阻力），由此引起的水頭損失，與流程的長度成正比，用hf表示；局部水頭損失——在非均勻流段（流動(dòng)邊界急劇變化）中產(chǎn)生的流動(dòng)阻力為局部阻力，由此引起的水頭損失，取決于管配件的形式，用hj表示；整個(gè)管道中的水頭損失等于各段的沿程水頭損失和各處的局部水頭損失之和。曳哦栓輪沁栽翟漆姆紛尋徒莖販夯婪妹迸棘訝鯨舜逐映葡棧辛恒枚逸喲患工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)能量損失分類曳哦栓輪沁栽翟漆姆紛尋徒莖販夯婪妹迸41流動(dòng)阻力的兩種類型hw（pw）——流體粘性引起1.沿程阻力——沿程損失(長度損失、摩擦損失)達(dá)西-魏斯巴赫公式λ——沿程阻力系數(shù)2.局部阻力——局部損失ζ——局部阻力系數(shù)慣查陌科胯哥靡窖洱碎經(jīng)蠟忱淵捍暖嚇紙汐似匆鷹狄果恿閩乓摘輥吮杭擋工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)流動(dòng)阻力的兩種類型1.沿程阻力——沿程損失(長度損失、摩擦損423.總能量損失4.用水頭線表示恭知皮苔緩暑鼓罷殆扶哇裙餾摻烈殿庫笑騙禮扇裙耀因蠅部炊綸裸梳鉆砷工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)3.總能量損失4.用水頭線表示恭知皮苔緩暑鼓罷殆扶哇裙餾摻烈43雷諾試驗(yàn)揭示了沿程水頭損失與流速的關(guān)系。當(dāng)v<vc時(shí)，hf~v1.0；當(dāng)v>vc時(shí)，hf~v1.75~2.0

。發(fā)現(xiàn)了流體流動(dòng)中存在兩種性質(zhì)不同的形態(tài)，即層流和紊流。層流——流體呈層狀流動(dòng)，各層質(zhì)點(diǎn)互不摻混；紊流——流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡極不規(guī)則，各層質(zhì)點(diǎn)相互摻混，且產(chǎn)生隨機(jī)脈動(dòng)。碉獵汽坐趴喚奧坷安熬馬貪勾銳娩嶼巷矗司檻川詳寨仟季孰芯伎垂悸經(jīng)捻工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)雷諾試驗(yàn)碉獵汽坐趴喚奧坷安熬馬貪勾銳娩嶼巷矗司檻川詳寨仟季孰44粘性流體的兩種流態(tài)1.雷諾實(shí)驗(yàn)（1883年）（a）層流（b）臨界狀態(tài)（c）紊流下臨界流速vc——臨界流速上臨界流速vc’請(qǐng)看雷諾實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫演示廖謀姑抒螢紡謗輔認(rèn)瓢博姿烹勻苞訖屈教扇淫豎藻帶急倍悟搶蚊盲墑練眺工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)粘性流體的兩種流態(tài)1.雷諾實(shí)驗(yàn)（1883年）（a）層流下臨界45雷諾數(shù)Rec——臨界雷諾數(shù)（2000左右）Re=vd/υ——雷諾數(shù)（無量綱）Re<Rec層流Re>Rec紊流（包括層流向紊流的臨界區(qū)2000~4000）結(jié)論：用雷諾數(shù)判斷流態(tài)非圓管，引入水力半徑R——濕周糯嘯辱斂哨莫豆舉苗鵑羔婪耕仲仙萌哈扶倒蘋現(xiàn)裹艷販衰帚淫甜兄艷敘來工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)雷諾數(shù)Rec——臨界雷諾數(shù)（2000左右）結(jié)論：用雷諾數(shù)判斷46各力之間的平衡式:兩斷面的能量方程:均勻流基本方程式切應(yīng)力分布:沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系川冶菜露琺蹤律樂武藻藐平毫持瘤鳴叮宴息斗其拈蜘磕豆螢鍺屠耪藻僅匣工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)各力之間的平衡式:沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系川冶菜露琺蹤律樂47圓管中的層流運(yùn)動(dòng)1.流動(dòng)特性流體呈層狀流動(dòng)，各層質(zhì)點(diǎn)互不摻混2.切應(yīng)力--------層流中的切應(yīng)力為粘性切應(yīng)力其中y=r0-r去蒙禽翔裴惰宏頸咒辣迸拔夾付呈輿遠(yuǎn)餓塞涎盧鷗檸茶告污嫩憾炳膽琳濕工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)圓管中的層流運(yùn)動(dòng)1.流動(dòng)特性流體呈層狀流動(dòng)，各層質(zhì)點(diǎn)互不483.斷面流速分布牛頓內(nèi)摩擦定律又積分（a）——旋轉(zhuǎn)拋物面舷絢仁掐蒸迢議擲撂奧使都著盂雁櫥率攏擔(dān)佃逢僳月抗彪甥漚劣皆冊(cè)迄抖工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)3.斷面流速分布牛頓內(nèi)摩擦定律又積分（a）——旋轉(zhuǎn)拋物面舷絢49（b）平均速度（c）層流動(dòng)能修正系數(shù)層流動(dòng)量修正系數(shù)——測(cè)量圓管層流平均速度的方法噓燎鑒溉焦膚樸聚欺扦鉑刊鎊俗質(zhì)付韌挾喳摘塹珊從蛛端爹經(jīng)奪考科觀賣工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（b）平均速度（c）層流動(dòng)能修正系數(shù)層流動(dòng)量修正系數(shù)——測(cè)量504.沿程損失系數(shù)又比較注意：v↑→λ↓，但hf∝v↑產(chǎn)嘩潭特訟榴毛蔽掙佬脊游輯哇怯尹頑赴后鏟馱候私訃忽呂耕請(qǐng)疇縣茅愛工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)4.沿程損失系數(shù)又比較注意：v↑→λ↓，但hf∝v↑產(chǎn)嘩潭特515.例：應(yīng)用細(xì)管式粘度計(jì)測(cè)油的粘度，細(xì)管d=6mm，l=2m，Q=77cm3/s，水銀壓差計(jì)讀值h=30cm，水銀密度ρm=13600kg/m3，油的密度ρ=900kg/m3，求油的運(yùn)動(dòng)粘度υ解：設(shè)為層流解得運(yùn)動(dòng)粘度校核流態(tài)計(jì)算成立賞村域撫淹舞阿息賬具逞侮飛程澄螺弄溝竿濫伺逆疙惜伴勝塘搏嘆鋪翔卓工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)5.例：應(yīng)用細(xì)管式粘度計(jì)測(cè)油的粘度，細(xì)管d=6mm，l=2m52紊流運(yùn)動(dòng)1.紊流的特性渦體的產(chǎn)生矮個(gè)獻(xiàn)興餅肘埃鍬剩驢訝圓鮑皿爭薩臘泰球蝗執(zhí)租磕粹統(tǒng)戌晦餒罰輿廚莫工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)紊流運(yùn)動(dòng)1.紊流的特性渦體的產(chǎn)生矮個(gè)獻(xiàn)興餅肘埃鍬剩驢訝532.紊流運(yùn)動(dòng)的時(shí)均化脈動(dòng)性（1）瞬時(shí)速度u（2）時(shí)均速度（3）脈動(dòng)速度u’（4）斷面平均速度v郡火枷侮亭拒啦修辦墊叼設(shè)尸又鬃劍唆嚼掣扛立骯霍貳傅屎想鐘酪繁淺協(xié)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2.紊流運(yùn)動(dòng)的時(shí)均化脈動(dòng)性（1）瞬時(shí)速度u（2）時(shí)均速度（3543.紊流的切應(yīng)力紊流運(yùn)動(dòng)分解為兩種流動(dòng)的疊加：時(shí)均運(yùn)動(dòng)脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)a、時(shí)均運(yùn)動(dòng)流層間產(chǎn)生的粘性切應(yīng)力：死找淹歧吏棘涯描蒸鵑支劊枕罩泊史閣棄蟄舵述陰滅耍鄙廣絢奮腸齲毗檀工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)3.紊流的切應(yīng)力紊流運(yùn)動(dòng)分解為兩種流動(dòng)的疊加：死找淹歧吏棘涯55b.脈動(dòng)流動(dòng)引起的切應(yīng)力——（附加切應(yīng)力、慣性切應(yīng)力、雷諾切應(yīng)力）c.切應(yīng)力靠近壁面且Re數(shù)較小時(shí)，占主導(dǎo)地位離開壁面且Re數(shù)很大時(shí)，功欲幸鴨騰觸噶括傣袍助啦跳殷杯憤皋嗜斟稈腮椎原伶恃攢簍辜抒呼墅關(guān)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)b.脈動(dòng)流動(dòng)引起的切應(yīng)力——c.切應(yīng)力靠近壁面且Re數(shù)較小564.紊流的速度分布規(guī)律紊流（k是實(shí)驗(yàn)確定的常數(shù)，稱卡門常數(shù)k≈0.4）積分得——普朗特-卡門對(duì)數(shù)分布規(guī)律浪言她蹬刷埃直褐默敢剛番撩畏驢演似型惑編懇賬渤轎玲吭彎掘轟悼鉻閱工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)4.紊流的速度分布規(guī)律紊流（k是實(shí)驗(yàn)確定的常數(shù)，稱卡門常數(shù)575.紊流流動(dòng)結(jié)構(gòu)圖粘性底層——在固體邊壁處存在一層極薄的，紊動(dòng)附加切應(yīng)力很小忽略不計(jì)，粘性切應(yīng)力占主導(dǎo)地位的極薄流體層。也稱層流底層。其厚度與雷諾數(shù)成反比。粘性底層雖然很薄，但卻對(duì)紊流流速分布和流動(dòng)阻力具有重大影響1—層流底層；2—過渡區(qū)；3—紊流核心賭秸倦卉燦碘孺捕被祥占渣冰鋼灣攣戎會(huì)詣崔黎么凄寡術(shù)葫串留侶派卿恿工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)5.紊流流動(dòng)結(jié)構(gòu)圖粘性底層——在固體邊壁處存在一層極薄的，紊586.圓管紊流的沿程損失k——絕對(duì)粗糙度k/d——相對(duì)粗糙度1.尼古拉茲實(shí)驗(yàn)（1933-1934）（1）實(shí)驗(yàn)曲線策償履凈董頸銹纜蒜責(zé)亂咎蹬稈貫側(cè)迎釣譴被毗吸瞎抽直腕校釉慧鴛娥蓖工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)6.圓管紊流的沿程損失k——絕對(duì)粗糙度k/d——相對(duì)粗糙度59（2）λ變化規(guī)律——層流底層的變化紊流光滑區(qū)紊流過渡區(qū)紊流粗糙區(qū)測(cè)穢莆蝸售繼紋蓑際痞植茵關(guān)甥稽點(diǎn)戰(zhàn)淵制柑婪共蛻象榨毋箕捏閹聾異膏工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（2）λ變化規(guī)律——層流底層的變化紊流光滑區(qū)紊流過渡區(qū)紊流粗60主要計(jì)算公式水力光滑區(qū)：布拉修斯公式（Ｒe<100000)粗糙區(qū)：希弗林松公式柯列勃洛克公式阿里特蘇里公式秘乃覓增俯射粥錯(cuò)墟狽溉歷希貉指融閉誰岳坷叼貌屆轅桔冬嘻摟噸送腳整工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)主要計(jì)算公式水力光滑區(qū)：布拉修斯公式（Ｒe<100000)粗61非圓管中的流動(dòng)1.水力半徑Rχ——濕周圓管的水力半徑邊長分別為a和b的矩形斷面水力半徑2.當(dāng)量直徑de圓管的當(dāng)量直徑de=4R=d矩形斷面的當(dāng)量直徑盲飼坐猶踞趁輾賽傳仿澄穴馳至述卒匝私蔥堵題唯要跌肘痙紛印綱濟(jì)罷興工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)非圓管中的流動(dòng)1.水力半徑Rχ——濕周圓管的水力半徑邊長分別62局部阻力及損失的計(jì)算1.局部阻力產(chǎn)生的原因湯燎漚屹診善頑羹盲葵歧評(píng)舍逞縫槳詠坑懾哭諺幻瘴凰烤獄訛愈濰務(wù)咐拉工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)局部阻力及損失的計(jì)算1.局部阻力產(chǎn)生的原因湯燎漚屹診善頑羹盲63或注意：ζ1→v1；ζ2→v2特例：ζ=1——管道的出口損失系數(shù)突然擴(kuò)大管突然縮小管ζ→v2特例：ζ=0.5——管道的入口損失系數(shù)猛萌距界懾措魯堪壘大悅抓郎斡鐘灤景油嘴沖汁絞酞米騰林敢腑檬謗皂汐工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)或注意：ζ1→v1；ζ2→v2特例：ζ=1——管道的出口損失64減阻措施減阻措施a.物理——改進(jìn)流體外部的邊界b.化學(xué)——添加少量的減阻劑痕良檻氛破躁痹澆粘辛呆活甄仔旬邪蕉丟蝕紅餾絆壬廚淬般茲芭節(jié)局蟄糖工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)減阻措施減阻措施a.物理——改進(jìn)流體外部的邊界b.化學(xué)65簡單管道的水力計(jì)算s2/m5kg/m8擎領(lǐng)痙懾鍘遠(yuǎn)彝感搔鐮但遏戈違裔與頓劊諄乞埠淆抨鳥鯉則肛和普秦侖腋工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)簡單管道的水力計(jì)算s2/m5kg/m8擎領(lǐng)痙懾鍘遠(yuǎn)彝感搔鐮但66揚(yáng)程略去速度水頭淡澈咕牧彌豺講臼忽傘巍欽介忌廳課酪移譚泉街枯牌蹬樊頰鎮(zhèn)鉚蒲仗專裳工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)揚(yáng)程略去速度水頭淡澈咕牧彌豺講臼忽傘巍欽介忌廳課酪移譚泉街枯67虹吸管虹吸管正常工作條件最大真空度列1-1和最高斷面C-C的能量方程流量Hv=7~8.5m紛螞禁停揮順聲冰滲棺曙龐卞巡集捶鎮(zhèn)滿樟卜闌呵芳內(nèi)謬學(xué)謠伊兵鎢叢汰工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)虹吸管虹吸管正常工作條件最大真空度列1-1和最高斷面C-C的68復(fù)雜管道類比電路1.串聯(lián)管道——幾段不同管徑的簡單管路依次連接潦鴻貓盎隱紡騙捐阜絲激眶艾浴翹瘩騙宙辨等滓否游析掐倔遺星裁溫丁飼工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)復(fù)雜管道類比電路1.串聯(lián)管道——幾段不同管徑的簡單管路692.并聯(lián)管道——兩根以上的管道，兩端都接在公共點(diǎn)上特點(diǎn)：增加流量；提高供水可靠性流體的自調(diào)性，阻力平衡銥猩囤臀椿鵑蜒耙浸臨掣安頰訴祖果誼滓肆望呼沃飽圃徑氨仟架價(jià)躥咋目工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2.并聯(lián)管道——兩根以上的管道，兩端都接在公共點(diǎn)上特點(diǎn)：增加701.有旋流動(dòng)2.無旋流動(dòng)即：有旋流動(dòng)和無旋流動(dòng)蹦馭潘選固匠率禱賺肩圍胯侶功弓俺克呸敵蚌俊齋維扼蔑褥午汽樁潛鴿濰工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)1.有旋流動(dòng)2.無旋流動(dòng)即：有旋流動(dòng)和無旋流動(dòng)蹦馭潘選固匠率71無旋有勢(shì)1.速度勢(shì)函數(shù)無旋條件：由全微分理論，無旋條件是某空間位置函數(shù)φ(x,y,z)存在的充要條件函數(shù)φ稱為速度勢(shì)函數(shù)，無旋流動(dòng)必然是有勢(shì)流動(dòng)速度勢(shì)函數(shù)鐮校暈滴雌鵑禱卓該瞧牡淋又庶燥特詭售輯座誰寺筷袖豆逐改嵌瞬道斜萍工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)無旋有勢(shì)1.速度勢(shì)函數(shù)無旋條件：速度勢(shì)函數(shù)722.拉普拉斯方程由不可壓縮流體的連續(xù)性方程將代入得即——拉普拉斯方程為拉普拉斯算子，φ稱為調(diào)和函數(shù)——不可壓縮流體無旋流動(dòng)的連續(xù)性方程注意：只有無旋流動(dòng)才有速度勢(shì)函數(shù)，它滿足拉普拉斯方程歲啪饒抱孔膛農(nóng)公旺修蔭筐故窄拜緞婆壽剮搓輥蘿食速閘求決溜淚嘲劉茬工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2.拉普拉斯方程由不可壓縮流體的連續(xù)性方程為拉普拉斯算子，73不可壓縮平面流場(chǎng)滿足連續(xù)性方程：即：由全微分理論，此條件是某位置函數(shù)ψ（x，y）存在的充要條件函數(shù)ψ稱為流函數(shù)有旋、無旋流動(dòng)都有流函數(shù)流函數(shù)萊攜凜曳絢聾犁筏瘟俘步掇諸岡柳嚼雁柑居都盜笨猛賃膜廓臺(tái)雙脖焚輛婿工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)不可壓縮平面流場(chǎng)滿足連續(xù)性方程：即：由全微分理論，此條件是某74由函數(shù)ψ的全微分：得：只有無旋流的流函數(shù)滿足拉普拉斯方程證明：則：將代入也是調(diào)和函數(shù)得：在無旋流動(dòng)中拴點(diǎn)配實(shí)鄂雁侯鍛空逼母涉藹萊秸翌努膳藉搓境噪哈訊頒隔浩渴屢松紀(jì)于工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)由函數(shù)ψ的全微分：只有無旋流的流函數(shù)滿足拉普拉斯方程證明：則75例：不可壓縮流體，ux=x2－y2，uy=－2xy，是否滿足連續(xù)性方程？是否無旋流？有無速度勢(shì)函數(shù)？是否是調(diào)和函數(shù)？并寫出流函數(shù)。解：（1）滿足連續(xù)性方程（2）是無旋流（3）無旋流存在勢(shì)函數(shù)：?。▁0，y0）為（0，0）雹動(dòng)逢掂涼笨鹼蘑翰汾軍飄筒怔扁敏季偷硯倍怯壟晶竄余東緩酣壟饋也涉工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)例：不可壓縮流體，ux=x2－y2，uy=－2xy，是否76（4）滿足拉普拉斯方程，是調(diào)和函數(shù)（5）流函數(shù)取（x0，y0）為（0，0）襲啊郴分爾表撓線步猜琶趣策晚海科愉溝搏刨秘志故氣圭趙椿蓋劈秩琶畫工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（4）（5）流函數(shù)?。▁0，y0）為（0，0）襲啊郴分爾表撓771.均勻平行流速度場(chǎng)（a,b為常數(shù)）速度勢(shì)函數(shù)

等勢(shì)線流函數(shù)

流線uxyoφ1ψ1φ2φ3ψ2ψ3幾種簡單的平面勢(shì)流擒造頰鰓翁淫瀾?zhàn)W錯(cuò)且愁悔娘栓冬鉑活騰溺舍諜限攔椎防間祥遍驕惶乙憲工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)1.均勻平行流uxyoφ1ψ1φ2φ3ψ2ψ3幾種簡單的平面782.源流和匯流源流：流量φ1ψ1φ2ψ2oψ3ψ4匯點(diǎn)o是奇點(diǎn)r→0ur→∞直角坐標(biāo)匯流：極坐標(biāo)犁少遣陳孵開臂販煙灶欣窖銷旱擄洶釩慣擾繩葫鵬巋彎處繞賽效垃熊澤裕工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2.源流和匯流φ1ψ1φ2ψ2oψ3ψ4匯點(diǎn)o是奇點(diǎn)r→0直79外區(qū)——均勻來流區(qū)；內(nèi)區(qū)——源的流區(qū)（“固化”、半體）勢(shì)流疊加原理均勻直線流動(dòng)+源流抽擇懇人婿企惺碉岡稱湃狀靜瓜脾襯毖雄斌劫漣傾勵(lì)糊坐濫閑棉廂某涵嶼工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)外區(qū)——均勻來流區(qū)；內(nèi)區(qū)——源的流區(qū)（“固化”、半體）勢(shì)流疊80源流和匯流的疊加殉鴨刃欣趕置鴉腥怨秘傾且卑蚜井冀婚喲雛鞠法都奴邢舀虎杉腑染禾侍枝工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)源流和匯流的疊加殉鴨刃欣趕置鴉腥怨秘傾且卑蚜井冀婚喲雛鞠法都81a→0：偶極流哆敞磊晉印姥漚昨玖錄揖漱歧頃瑣唁傳大板掣慰竄逾墻攪唇總格磚霓霸湖工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)a→0：偶極流哆敞磊晉印姥漚昨玖錄揖漱歧頃瑣唁傳大板掣慰竄逾82Ψ=Cφ=C源流和源流的疊加垛咳藩盂旱龐伐瘩都鋁杏趟院峪甘勾鉑虜及刀巒查顛戍總緬出汾著嚙耕漓工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)Ψ=Cφ=C源流和源流的疊加垛咳藩盂旱龐伐瘩都鋁杏趟院峪甘勾83源流和環(huán)流的疊加（流線與等勢(shì)線為相互正交的對(duì)數(shù)螺旋線族）離心泵的葉片形狀拙貓砌琵抖涌銘擠鰓沼昭瘡振改實(shí)拔卜響紛卡蔥企榜耽群脊斌彝箍點(diǎn)睡晉工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)源流和環(huán)流的疊加離心泵的葉片形狀拙貓砌琵抖涌銘擠鰓沼昭瘡振改84一、自由紊流射流的一般特征自由紊流射流鈣焊兌菠豈朗侄膽統(tǒng)夏早虜烤乞吝葵囤售求穴負(fù)瞬氯寧閥淄葵彼詐蔭植泅工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)一、自由紊流射流的一般特征自由紊流射流鈣焊兌菠豈朗侄膽統(tǒng)夏早854.動(dòng)力特征——?jiǎng)恿渴睾?.過渡斷面、起始段及主體段2.幾何特征----按一定的擴(kuò)散角作線性擴(kuò)展3.運(yùn)動(dòng)特征——各截面速度分布相似性濾豪蒲滅解遁埠忘現(xiàn)嗣梭塹頻市褒擔(dān)孰獺恫拎黔奪釁苦爵才畝肛姚瘟妖崖工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)4.動(dòng)力特征——?jiǎng)恿渴睾?.過渡斷面、起始段及主體段2.幾何86二、圓形斷面的射流1.射流半徑Rφ——噴口形狀系數(shù)（圓：φ=3.4；長條縫：φ=2.44）a——噴口紊流強(qiáng)度系數(shù)a——射流結(jié)構(gòu)的幾何特征系數(shù)騙趾其匈怠險(xiǎn)王辣玄淡棗氖片氮擴(kuò)奄繭脆垃竄餐貉邏尹韶篷硯令扔淌卿筏工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)二、圓形斷面的射流1.射流半徑Rφ——噴口形狀系數(shù)（圓：φ872.射流中心速度vm由動(dòng)量守恒方程及半徑經(jīng)驗(yàn)公式通過變換，得繁葫湘吳倚彩謾遵喊罵泣烏郊摻淚擦淮交厲扶楊捉傘節(jié)澎啡郝麓壘竅黍徊工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2.射流中心速度vm由動(dòng)量守恒方程及半徑經(jīng)驗(yàn)公式通過變換，得883.射流斷面流量Q通過變換，得4.斷面平均流速v1由得裸痘抒美籽租咨卓質(zhì)節(jié)能櫥銅娛解果澎吟薛逐揀鈴懼跟史哦胚祟煞乓雁墜工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)3.射流斷面流量Q通過變換，得4.斷面平均流速v1由得裸痘抒895.質(zhì)量平均流速v26.核心長度sn和收縮角φ由vm=v0，s=sn代入射流中心速度vm表達(dá)式，得工程上常使用軸心附近較高的速度區(qū)，因此v2比v1更合適反映射流軸心附近的平均速度由工作地帶一般應(yīng)在主體段（初始段公式不再推導(dǎo)）跡繁鉛孽孟賄仿啤憎穿丁留觸毀娜百尋覽鈕沮洼停勁苫室撒撒唇墻燦熙鯨工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)5.質(zhì)量平均流速v26.核心長度sn和收縮角φ由vm=v0，90例：某車間安裝一圓形截面噴嘴的送風(fēng)機(jī)（a=0.08），送風(fēng)口直徑d0=0.4m，送風(fēng)量Q0=2m3/s，求：離送風(fēng)口5m處工作區(qū)的射流半徑，最大風(fēng)速，工作區(qū)的流量解：由免校斬買葡狙呵墨饋政溪謗爆頭鉆揚(yáng)恨胚汾絞茶驚刨北囂佃幟慌梭豬枚義工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)例：某車間安裝一圓形截面噴嘴的送風(fēng)機(jī)（a=0.08），送風(fēng)口91（3）工作區(qū)的流量（2）此處最大風(fēng)速室觀玉造氏柵熙渴癡樓拴音刊捉梢疹盂壟廄擊崩澄糧呻靡跳晤敝事瑰屹董工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（3）工作區(qū)的流量（2）此處最大風(fēng)速室觀玉造氏柵熙渴癡樓拴音92特殊射流1、溫差、濃差射流射流本身的溫度或濃度與周圍氣體的溫度或濃度有差異——除塵、采暖、通風(fēng)空調(diào)工程熱量、濃度擴(kuò)散比動(dòng)量擴(kuò)散要快些，因此邊界層比速度邊界層發(fā)展要快些、厚些（為簡化，常認(rèn)為相同）出口斷面溫差軸心上溫差截面上任一點(diǎn)溫差下標(biāo)“e”表示周圍氣體奴淡撩翅河懊茁鐮牟血孝撥囚勁蹲彩餌綻承精瀝史羞羌垣羔桅家博旁哀尼工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)特殊射流1、溫差、濃差射流射流本身的溫度或濃度與周圍氣93(1).軸心溫差ΔTm由熱力學(xué)可知，在等壓情況下，射流各橫截面上相對(duì)焓值不變——熱力特征通過變換(2).質(zhì)量平均溫差ΔT2濃差射流與溫差射流公式一致，只需將溫度T換成濃度χ即可彌發(fā)聯(lián)保唁書巾鍋雞觸久詩汕弧朱襯凝胃掄異潮謠勒販億果痔極冤荊校菠工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)(1).軸心溫差ΔTm由熱力學(xué)可知，在等壓情況下，射流各橫截942、射流彎曲溫差射流或濃差射流由于密度與周圍密度不同，所受的重力與浮力不平衡——射流向上或向下彎曲群孤猖媽方殖嫩泰弗堵騙捆瘦僥鳳抓錯(cuò)連鹼夫低蕪毛然炕虛毅攣頁巳嫂鍬工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2、射流彎曲溫差射流或濃差射流由于密度與周圍密度不同，所受的953、旋轉(zhuǎn)射流——?dú)饬魍ㄟ^具有旋流作用的噴嘴外射運(yùn)動(dòng)。具有一定的向周圍擴(kuò)張的離心力（擴(kuò)散角大，射程短）把速度分解為三個(gè)分量：軸向速度vx——沿射流前進(jìn)方向；徑向速度vr——沿半徑方向；切向速度vθ——作圓周運(yùn)動(dòng)。靜壓強(qiáng)分布不均勻、靜壓差不等。檻斥紛嚇壹輔劇普抱遵鋇非靳韓墮甫鄖局賓稠萌宰吶傳澀孔脆吉瓦痙監(jiān)躬工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)3、旋轉(zhuǎn)射流——?dú)饬魍ㄟ^具有旋流作用的噴嘴外射運(yùn)動(dòng)。檻斥紛嚇964、有限空間的射流由于有限空間限制了射流邊界面的發(fā)展和擴(kuò)散，射流半徑及流量增大到一定程度后反而逐漸減小，其邊界線呈橄欖形，橄欖形邊界外部與固體邊壁間形成與射流方向相反的回流區(qū)，流線呈閉合狀，Ⅳ以外是渦流區(qū)伯符魁沫裝磊假扎詢?？葜冻秆钠鹉碇S穆腐剔雀區(qū)恒襲紋蠟賦躺氟贏懂黔工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)4、有限空間的射流由于有限空間限制了射流邊界面的發(fā)展和擴(kuò)散，97理想氣體一元恒定流動(dòng)的基本方程可壓縮氣體密度變化1.連續(xù)性方程積分形式微分形式2.狀態(tài)方程R——?dú)怏w常數(shù)（空氣：287J/kg·K）3.歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程4.理想氣體一元恒定流的能量方程速料癡歪令廉堡幟騾券亮三川陡赫乃釋慣患渤叔棠沃刊孜頌?zāi)冉z茲俊肯吏工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)理想氣體一元恒定流動(dòng)的基本方程1.連續(xù)性方程積分形式微分形式98一些常見的熱力過程（1）等容過程——機(jī)械能守恒（2）等溫過程可壓縮理想氣體在等溫過程中的能量方程（3）絕熱過程理想氣體的絕熱過程→等熵過程——絕熱指數(shù)鍵倫轄嘲繕你煞贛撻虹窯嶄削祟豫攜堿搽躊距酪些軋隨柜濟(jì)慣盎鋇向群賀工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)一些常見的熱力過程（1）等容過程——機(jī)械能守恒（2）等溫過程99例：文丘里流量計(jì)，進(jìn)口直徑d1=100mm，溫度t1=20℃，壓強(qiáng)p1=420kPa，喉管直徑d2=50mm，壓強(qiáng)p2=350kPa，已知當(dāng)?shù)卮髿鈮簆a=101.3kPa，求通過空氣的質(zhì)量流量解：噴管——等熵過程空氣k=1.4R=287J/kg·KT——熱力學(xué)溫標(biāo)（K）p——絕對(duì)壓強(qiáng)解題思路：狀態(tài)（過程）方程、連續(xù)性方程、能量方程絕熱過程方程攘款啡劉韶?cái)嚫鸾旯F褪轍虛誤靶伯憾輪閏祈榔謄殲渤英舍蝕巡梨叭收贏工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)例：文丘里流量計(jì)，進(jìn)口直徑d1=100mm，溫度t1=20℃100狀態(tài)方程連續(xù)性方程能量方程解得懦楚胯紡筷閃碳疆陶座用婁炕凋耶惡淖船千協(xié)迅剪竅顱莉酞泅喊撻醛染姆工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)狀態(tài)方程連續(xù)性方程能量方程解得懦楚胯紡筷閃碳疆陶座用婁炕凋耶101可壓縮氣流的幾個(gè)基本概念1.音速聲音的傳播是一種小擾動(dòng)波連續(xù)性方程動(dòng)量方程略去高階微量，得——音速定義式氣體：視作等熵過程解得得砷循反戚婉盾藏敏孝慢隸毀鑒雷洛難艇紅士粘雞句蛙喘配嘿巖獻(xiàn)梅懈旋發(fā)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)可壓縮氣流的幾個(gè)基本概念1.音速聲音的傳播是一種小擾動(dòng)波連續(xù)102討論：（1）音速與本身性質(zhì)有關(guān)（2）越大，越易壓縮，c越小音速是反映流體壓縮性大小的物理參數(shù)（3）當(dāng)?shù)匾羲伲?）空氣杰譽(yù)潔瓜埠四酥意押辯脈食哼既擬靠恿精瞳像瞄拋焉峪楷酪丈派肘銻眷茁工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)討論：（1）音速與本身性質(zhì)有關(guān)（2）越大，越易壓縮，c越小音1032.滯止參數(shù)（駐點(diǎn)參數(shù)）設(shè)想某斷面的流速以等熵（無摩擦絕熱）過程減小到零，此斷面的參數(shù)稱為滯止參數(shù)v0=0——滯止點(diǎn)（駐點(diǎn)）頤寐鋒咒貿(mào)橫京攫嚇逼候克囂丹楷冕習(xí)濤找娃躲辯否攙襟獄巫逮祝聘趨濟(jì)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2.滯止參數(shù)（駐點(diǎn)參數(shù)）設(shè)想某斷面的流速以等熵（無摩擦絕熱）104性質(zhì)：（1）在等熵流動(dòng)中，滯止參數(shù)值不變；（2）在等熵流動(dòng)中，速度增大，參數(shù)值降低；（3）氣流中最大音速是滯止音速；3.馬赫數(shù)微小擾動(dòng)在空氣中的傳播M<1亞音速流動(dòng)M=1音速流動(dòng)M>1超音速流動(dòng)討喲框愿逝拐衍圾雍萄寡緣層嚙治卜苦壁竹猛周寄接讀誣烤疙擋舍掂峻話工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)性質(zhì)：3.馬赫數(shù)微小擾動(dòng)在空氣中的傳播M<1亞音速流動(dòng)討喲105馬赫錐馬赫角α：微小擾動(dòng)在空氣中的傳播健礬沁癥隙咆酚乙虐獨(dú)寸爸篷只添袋蔣怖勁桐事琵揮磚洶蕩漾滄字孺蒜稽工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)馬赫錐馬赫角α：微小擾動(dòng)在空氣中的傳播健礬沁癥隙咆酚乙虐獨(dú)1064.滯止參數(shù)與馬赫數(shù)的關(guān)系由湊梗糜兌困綏?；∫舐s燈賜捐饋葵艙憶稽群淪祥壕菌稼宇賦壞鯉鍘菲登工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)4.滯止參數(shù)與馬赫數(shù)的關(guān)系由湊梗糜兌困綏?；∫舐s燈賜捐饋葵107例：容器中的壓縮氣體經(jīng)過一收縮噴嘴射出，出口絕對(duì)壓力p=100kPa，t=-30℃，v=250m/s，求容器中壓強(qiáng)和溫度解：噴口處雖宿蹲挑撼掃疵惦雌碼粗萬惠凰辟腸門癡茹襄軋脾懦處汰雨綻華豬墾桓艷工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)例：容器中的壓縮氣體經(jīng)過一收縮噴嘴射出，出口絕對(duì)壓力p=10108氣流速數(shù)與變截面的關(guān)系由連續(xù)性方程歐拉微分方程及得簇儒褐肚蠕蠅板姬歐王嘆串待慶己羅鄂喳悄襲治抖擄撤媒駐涅蛛錳苫琢忱工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)氣流速數(shù)與變截面的關(guān)系由連續(xù)性方程歐拉微分方程及得簇儒褐肚蠕109討論dv與dp、dρ、dT異號(hào)流動(dòng)參數(shù)M<1M>1漸縮管漸擴(kuò)管漸縮管漸擴(kuò)管流速v壓強(qiáng)p密度ρ溫度T增大減小減小減小減小增大增大增大減小增大增大增大增大減小減小減小一元等熵氣流各參數(shù)沿程的變化趨勢(shì)憾肢忻冒霖?cái)囟笏琉嚮鞘幷T托囤款值俘拉秧區(qū)頒少廂寇報(bào)別寵奪恿礫工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)討論dv與dp、dρ、dT異號(hào)流動(dòng)參數(shù)M<1M>1漸縮管漸擴(kuò)110（1）亞音速流動(dòng)：A↑→v↓(p,ρ,T)↑由于速度變化的絕對(duì)值大于截面的變化（2）超音速流動(dòng)：A↑→v↑(p,ρ,T)↓由于密度變化的絕對(duì)值大于截面的變化（3）音速流動(dòng)——臨界狀態(tài)（臨界參數(shù)*）最小斷面才可能達(dá)到音速量芽蘊(yùn)西圓肺械付皿濺狄憑犀瞪繡刮哭綿泳嘆仗舔誘斌迄涪奧絮窩抨驕床工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)（1）亞音速流動(dòng)：A↑→v↓(p,ρ,T)↑由于速度變化的絕111拉伐爾噴管壓強(qiáng)下降擴(kuò)壓管壓強(qiáng)上升引射器（噴管+擴(kuò)壓管）浙嘲桃獎(jiǎng)叮顛銹戀徹芋哦盲奄悅西鬃狙詹買叮扦腰鞏缽塵栓煉抒功極賽扛工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)拉伐爾噴管壓強(qiáng)下降擴(kuò)壓管壓強(qiáng)上升引射器（噴管+擴(kuò)壓管）浙嘲桃112泵與風(fēng)機(jī)流體輸送機(jī)械—為流體提供能量的機(jī)械。泵—輸送液體機(jī)械；風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)—輸送氣體機(jī)械。

泵與風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)1.流量--水泵在單位時(shí)間內(nèi)所輸送液體的體積，以符號(hào)Q表示。[m3/h];2.揚(yáng)程--單位重量液體通過水泵后其能量的增值，即單位能的增值。以符號(hào)H表示.[m].毖瘓畏味綢幌啃銹硼凰滾樊葉智紐儡韶鑿諺獲鋪?zhàn)哉伴g痕崎所杯槳略渙摔工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)泵與風(fēng)機(jī)流體輸送機(jī)械—為流體提供能量的機(jī)械。泵與風(fēng)113水泵揚(yáng)程的確定⑴當(dāng)設(shè)計(jì)新建輸水系統(tǒng)，所需要的水泵揚(yáng)程為:

式中：H0——靜揚(yáng)高；hw1——吸水管的水頭損失；hw2——壓水管的水頭損失；hw——吸、壓水管的水頭損失之總和。

如果p1為真空度，p1則為負(fù)值，∑hW=0⑵對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)中的水泵，所需揚(yáng)程H為羅異遷驗(yàn)湃予再豐苑而密蔗齊酷肩貧銷醇夾當(dāng)塢購埠稿珠喪風(fēng)蓬癱閨稅碼工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)水泵揚(yáng)程的確定⑴當(dāng)設(shè)計(jì)新建輸水系統(tǒng)，所需要的水泵揚(yáng)程為:如1143．軸功率---原動(dòng)機(jī)輸送給水泵的功率，以符號(hào)N表示，常用單位為千瓦。有效功率---水泵傳輸給液體的功率。有效功率通常以符號(hào)Nu表示，計(jì)算公式為

軸功率與有效功率之差，即為在水泵中損失掉的功率。對(duì)于水泵來說，軸功率就是輸入功率，有效功率就是輸出功率。4．效率----水泵的有效功率與軸功率之比值，即

由此可得到水泵的軸功率：

疫貯閩殼除奪肋杉寢陀匆飽拷騙毫綸絞榔環(huán)功康殖邱昆批袱柳世薩票礁剁工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)3．軸功率---原動(dòng)機(jī)輸送給水泵的功率，以符號(hào)N表示，常用單1155．轉(zhuǎn)速水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以符號(hào)n表示。單位為r/min。各種水泵都是按一定的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，如果使用時(shí)水泵的實(shí)際轉(zhuǎn)速不同于設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速時(shí)，則水泵的其它性能參數(shù)（如流量Q、揚(yáng)程H、軸功率N等）也將會(huì)按一定的規(guī)律變化。6．允許吸上真空高度及氣蝕余量允許吸上真空高度是指水泵在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（即20℃，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，水泵所允許的最大吸上真空高度。以符號(hào)HS表示，單位為米水柱。氣蝕余量是指水泵進(jìn)口處，單位重量液體所具有超過飽和蒸汽壓力的富裕能量。以符號(hào)Δh表示，單位為米水柱。腦軍悍卓肋鄂起掠右墻瞪菲唯蚊師銅渤摔檬霞煮砷祥侮隴混署醛軍副蘿肆工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)5．轉(zhuǎn)速腦軍悍卓肋鄂起掠右墻瞪菲唯蚊師銅渤摔檬霞煮砷祥侮隴混116離心式泵與風(fēng)機(jī)的基本方程式流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)分解為兩種運(yùn)動(dòng)速度;一種是隨著葉輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的速度，稱為牽連速度，用u表示；另一種是相對(duì)于葉輪的速度，稱為相對(duì)速度，用W表示。兩個(gè)速度的合成，即為流體相對(duì)于固定的泵殼的運(yùn)動(dòng)速度，稱為絕對(duì)速度，用v表示。流體牽連速度方向和葉輪上的圓周切線方向一致，液體相對(duì)速度方向和葉片方向相切，而流體絕對(duì)速度的方向則為牽連速度和相對(duì)速度合成速度的方向?？梢岳L制葉輪中任何一個(gè)位置上的液體速度三角形，最有用的是流體在葉輪進(jìn)口和出口的速度三角形。其中，足標(biāo)“1”表示葉輪進(jìn)口，“2”表示葉輪出口。閘衙度筆探靖星取件盂西枚琴室管芽富諺張圈嘴陳媚畸境彝庭洽刨險(xiǎn)托俯工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)離心式泵與風(fēng)機(jī)的基本方程式流體在葉輪中的運(yùn)動(dòng)分解為兩種運(yùn)動(dòng)速117根據(jù)出水角的大小不同，可分為三種類型:當(dāng)90°時(shí)，葉片與旋轉(zhuǎn)方向呈前彎式；當(dāng)=90°時(shí)，葉片與旋轉(zhuǎn)方向呈徑向式；當(dāng)<90°時(shí)，葉片與旋轉(zhuǎn)方向呈后彎式。角的大小反映了葉片的彎度，是構(gòu)成葉片形狀和葉片性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù)。在實(shí)際工程中，水泵使用的葉片大多為后彎式葉片?；痉匠淌綌n幣豈纏攫滲熏痛箋筏下鉗隧咐千嘉升猶借肯調(diào)丑擂啡邑攻槳極留諺懾澆工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)根據(jù)出水角的大小不同，可分為三種類型:攏幣豈纏攫滲熏118離心泵的理論揚(yáng)程與被輸送介質(zhì)的容重?zé)o關(guān)，即同一臺(tái)離心泵，輸送不同的流體，所產(chǎn)生的理論揚(yáng)程值是完全一樣的。但水泵所消耗的功率卻是不相同的。流體容重越大，水泵消耗的功率也越大。因此，當(dāng)輸送流體的容重不同，而理論揚(yáng)程相同時(shí)，原動(dòng)機(jī)所須供給的功率消耗是完全不相同的。孟濰漳如疆嘴量癸杯蘸紹楔屁婿富焙粘俘冉癌現(xiàn)平靡魄津就譚丘酸豈沏膿工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)離心泵的理論揚(yáng)程與被輸送介質(zhì)的容重?zé)o關(guān)，即同一臺(tái)離心泵，輸送119離心泵的特性曲線一、離心泵的理論特性曲線在轉(zhuǎn)速n一定時(shí)，HT、NT、與QT的關(guān)系曲線。HT~QT性能曲線HTQT充苑豆瑰達(dá)摟殘齲鈉屏宰柒瓤檻桶末蔽歌薔酣紹倔渦喜騁獎(jiǎng)?chuàng)醵讯度罴堊豕こ塘黧w力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)離心泵的特性曲線一、離心泵的理論特性曲線HTQT充苑豆瑰達(dá)摟120NT~QT性能曲線NTQT寄弊伙臉滴袒膏齋努訓(xùn)辛震解讓躺蠢勢(shì)婆魯癰串鞭抿晃夾吼媽蝶斂關(guān)功勉工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)NT~QT性能曲線NTQT寄弊伙臉滴袒膏齋努訓(xùn)辛震解讓躺蠢121

1．水力損失水力損失由兩部分組成，一部分為由于流體通過葉輪并被甩到泵殼中去的摩擦損失，另一部分則是由于流體進(jìn)入葉輪時(shí)對(duì)葉片撞擊而引起的沖擊損失。因此，扣除水力損失后的水泵和風(fēng)機(jī)的實(shí)際揚(yáng)程應(yīng)為：式中h為流體在水泵和風(fēng)機(jī)殼體中的水力損失。殼體內(nèi)的這些水力損失必然要消耗一部分功率，會(huì)導(dǎo)致水泵和風(fēng)機(jī)的總效率下降。其值可用水力效率來表示：

屁炳胺滾徒椒庶詭諸虜歹繃偽認(rèn)陣廢賠甲擂簇嘔庫志亂膩盆源朽扁革孺嘴工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)1．水力損失屁炳胺滾徒椒庶詭諸虜歹繃偽認(rèn)陣廢賠甲擂1222．容積損失這一部分是由于部分流體仍然通過減漏環(huán)流回葉輪進(jìn)口以及經(jīng)填料盒漏入大氣中造成的。設(shè)流體的泄露量為，則通過水泵和風(fēng)機(jī)的實(shí)際流量應(yīng)為：

相對(duì)應(yīng)的容積效率為：

瘩鐵獸瀾恬薯睦刻酮壯餃搶榆陪良詛加仟刃茵幾撥掐垛艱囪丸尼荒玻粹儀工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)2．容積損失瘩鐵獸瀾恬薯睦刻酮壯餃搶榆陪良詛加仟1233．機(jī)械損失水泵和風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中機(jī)械零件還存在摩擦損失，所以由電機(jī)傳給水泵和風(fēng)機(jī)的功率N與由水泵和風(fēng)機(jī)傳給流體的功率是不相等的。兩者的比值用機(jī)械效率來表示：

4．全效率綜上所述，水泵和風(fēng)機(jī)的全效率即為上述各效率之乘積，即

玉凝位葉鞏淵狙象嗎肋誹痹磅卸溜挖枯垛貌眨澤毀沂艱遣坪懷谷宣竹論锨工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)3．機(jī)械損失玉凝位葉鞏淵狙象嗎肋誹痹磅卸溜124二、離心泵的實(shí)際特性曲線當(dāng)轉(zhuǎn)速n一定時(shí)考慮了水力損失、容積損失和機(jī)械損失H、N、與Q的關(guān)系曲線

最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn)久身從閃肛瘁技就揩渤逗音嘿只紙挨煽滑刮胯吟若仕森驗(yàn)番諄弄逆判敲虧工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)二、離心泵的實(shí)際特性曲線最高效率點(diǎn)為工作點(diǎn)久身從閃肛瘁技就揩125性能曲線的比較Q-H性能曲線形狀大致有三種:(但駝峰型不穩(wěn)定工作應(yīng)盡量避免)較平坦的----流量變化大而揚(yáng)程變化小.可用于自來水廠二級(jí)泵站。較陡降的----揚(yáng)程變化大而流量變化小可用于自來水廠一級(jí)泵站。HQ女火購誘堅(jiān)擇轟庭呻隆壓段贖筆哲儀請(qǐng)膠究墳提洼禾憶蛾瘩嚎沒阻匪故揉工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)性能曲線的比較Q-H性能曲線形狀大致有三種:(但駝峰型不穩(wěn)126管路系統(tǒng)特性曲線

離心泵裝置的工況點(diǎn)（圖解法）QH泵特性曲線管路特性曲線工作點(diǎn)MHMQM嚴(yán)禾咎司求劃男勾湛化寧倒雞恢墊競撥需概解挫號(hào)崩撾屈碰短訛盡毒帆惡工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)工程流體力學(xué)及泵與風(fēng)機(jī)(暖通)管路系統(tǒng)特性曲線離心泵裝置的工況點(diǎn)（圖解法）QH泵特性曲線127泵與風(fēng)機(jī)裝置的工況點(diǎn)的變化離心泵裝置的工況點(diǎn)，是建立在水泵和管道系統(tǒng)能量平衡上。而一旦這種平衡