热工基础与设备-流体力学共59页文档
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1.黏性及黏性的表示方法产生阻抗流体层间相对运动的内摩擦力的这种流体的性质。
两种表示方法:动力黏度、运动黏度2.流线与迹线流线:某瞬时流场中的一条空间曲线,该瞬时曲线上的点的速度与该曲线相切。
迹线:流体质点的运动轨迹。
3.断面平均流速与时间平均流速断面平均流速:A vdA A q V A V ⎰== 时间平均流速:⎰=Tvdt T v 014.层流与紊流层流:定向有规律的流动 紊流:非定向混杂的流动5.流体连续介质模型以流体微团这一模型来代替实际由分子组成的结构,流体微团具有足够数量的分子,连续充满它所占据的空间,彼此间无间隙,这就是连续介质模型。
6.定常与非定常流动流体运动的运动参数在每一时刻都不随时间发生变化,则这种流动为定常流动;流体运动的参数在每一时刻都随时间发生变化,则这种流动为非定常流动。
7. 沿程阻力、局部阻力流体沿流动路程所受的阻碍称为沿程阻力局部阻力之流体流经各种局部障碍(如阀门、弯头、变截面管等)时,由于水流变形、方向变化、速度重新分布,质点间进行剧烈动量交换而产生的阻力。
8. 8. 有旋流动、无旋流动有旋流动:流体微团的旋转角速度不等于零的流动称为有旋流动。
无旋流动:流体微团的旋转角速度等于零的流动称为无旋流动。
9. 9. 流体动力黏度和运动黏度动力黏度:单位速度梯度时内摩擦力的大小 dz dv /τμ=运动黏度:动力粘度和流体密度的比值ρμυ=二.计算题1.如图,盛水容器以转速min /450r n =绕垂直轴旋转。
容器尺寸mm D 400=,mm d 200=,mm h 3502=,水面高mm h h 52021=+,活塞质量kg m 50=,不计活塞与侧壁的摩擦,求螺栓组A 、B 所受的力。
解:将坐标原点C 取在液面处,则液面方程 g r z 222ω=设液面上O 点处压强为p ,则mgrdr r p d =+⎰πρω2)2(2/0220则22204)2/(4r d mg p ππρω-=求螺栓组A 受力:在上盖半径为r 处取宽度为dr 的环形面积,该处压强为ggr h p p ρω)2(2210++=上盖所受总压力为⎰⎰≈⋅++=⋅=2/2/22102/2/137232))2((2D d D d P Nrdr g gr h p rdr p F πρωπ方向垂直向上。
《热工基础》课程课程编号:438121实验指导书主撰人:李艳黎娇爨璋瑜审核人:刘海力物理与信息工程系热能与动力工程专业教研室二○一二年四月前言实验总体目标: 掌握热工基本知识、热工实验方法和热工实验技能适用专业年级: 热能与动力工程;第三学期、第四学期实验课时分配: 36学时序号实验项目要求类型每组人数实验学时1 常用热工仪表的使用必验证2 22 空气定压比热测定实验必验证 2 23 二氮化碳PVT关系研究实验必验证 2 24 喷管特性实验必综合 2 45 雷诺和伯努利方程综合实验必验证 2 26 孔口与管嘴流量系数实验必综合 2 27 文丘里流量计及孔板流量计测定实验必综合 2 28 稳态法导热系数测量实验必研究 2 29 恒热流准稳态平板法测定材料热物性必研究 2 210 中温法向辐射时物体黑度测定实验必综合 2 211 空气横掠圆柱体时局部换热系数的测定实验必研究 2 413 换热器综合实验必综合 2 414 热电偶校验必研究 2 4 15毕托管测速实验必综合 2 2实验5 雷偌和伯努利方程综合实验A 雷诺实验 一、实验目的1、观察流体在不同流动状态时流动质点的运动规律。
2、观察流体由层流变为紊流及由紊流变为层流的过渡过程。
3、测定液体(水)在圆管中流动的临界雷诺数即下临界雷诺数,学会其测定的方法。
二、实验设备及要求本实验主要使用设备为:LBZ-1雷偌和伯努利方程综合实验台。
实验装置如图5-1所示。
放气阀回水管水箱及水泵调节器颜色罐恒定水箱测压板调节阀佰努力管雷诺管供水调节阀图1雷偌和伯努利方程综合实验装置示意图三、实验原理流体在管道中流动,有层流和紊流两种不同的流动状态,其阻力性质也不同。
在实验过程中,保持水箱的水位恒定,即水头H 不变。
如果管路中出水阀门开启较小,在管路中就有稳定的平均流速V ,微启红颜色水阀门,这时红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动,红颜色水呈一条红色直线,其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动,红色直线没有与周围的液体混杂,层次分明地在管路中流动。
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《流体力学与热工基础》教学大纲(学时范围:90-100学时,使用专业:制冷工程,制定人陈礼)一、课程的性质、地位和作用本课程系专业基础课,旨在为专业课的学习奠定必要的基础,是进入专业理论和技能学习的一级重要台阶。
因此,也是本专业的主干课和核心课。
二、课程的目的和任务使学生掌握热力学、流体力学和传热学的基础知识、基础理论和计算,以便进入专业理论和专业技能的学习,也有利于学生的可持续性发展。
三、与其它课程的联系与分工本课程的先修课程是应用数学基础和工程制图,后续课程是制冷技术、空气调节系统、中央空调、流体机械与制冷压缩机、冰箱空调器及其维修、综合实训等专业理论课和实训课。
本课程涉及制冷装置的热力学基础、工质及其它介质的流动计算,制冷装置中换热过程的基本原理及计算。
但只涉及到装置的热力过程,不涉及装置的结构、分类、选型及制造工艺等。
四、课程的基本要求课程分热力学、流体力学和传热学三篇,使学生了解能量转换所用工质状态及基本参数,气体状态方程,掌握热力学第一定律、第二定律,了解蒸汽的定压产生过程及制冷循环的热力学原理;了解流体静压强分布规律,深刻理解能量方程及其应用,掌握阻力损失的计算方法;了解传热的三种方式及其规律,重点掌握单相对流和相变对流换热及换热器热力计算思想。
五、课程内容和教学要求第一篇工程热力学第一章工质与气态方程1.热能与机械能的相互转换2.工质的热力学状态及其基本参数3.气体状态方程4.气体的比热要求:理解工质、状态、状态参数的物理意义,掌握其单位换算;深刻理解气态工质的状态方程,工质的比热,并能熟练运用和计算。
*第二章热力学基本定律1. 热力学第一定律2. 稳定流能量方程式3. 能量方程式在制冷装置部件中的应用4. 气体的基本热力过程5. 热力学第二定律6. 熵和温熵图要求:在理解内能和膨胀功的基础上理解热力学第一定律;在理解闭口系、开口系、推动功、轴功的基础上深刻理解稳定流能量方程式及焓的物理意义;熟练运用能量方程式解决压缩机、节流、换热器等装置的热和功的计算。
1.3流体动力学基础一、教学要求【掌握内容】(1)流量、流速的概念及流量、流速与温度和压力的关系(2)稳定流动与非稳定流动的概念(3)均匀流与非均匀流的概念(4)流动状态流态及判断(5)流态及判断(6)流体能量的种类(7)连续性方程的含义及应用(8)伯努力方程的含义及应用【理解内容】(1)管道截面上的速度分布(2)流体能量间的相互转化【了解内容】(1)伯努力方程的工程应用实例①流体流量的测定—文丘里流量计②流体流速的测定—皮托管(2)动量方程二、教学重点与难点【教学重点】(1)流体动力学的一些基本概念(2)流体流动的连续性方程(3)流体的伯努力方程【教学难点】(1)伯努力方程(2)伯努利方程在工程上的应用(3)动量方程三、教学方法讲解基本概念,分解难点,掌握好理论深度,以实用和够用为原则,强调基础理论的应用,教学中应讲、练结合,并借助于一些实验加深对基础理论的掌握。
四、教学时数【建议学时】6~8学时五、教学内容1.3.1基本概念1.3.1.1流量与流速1、流量:单位时间内流过管道任一截面的流体量,称为流量。
①体积流量:单位时间内流过管道任一截面的流体体积,用“”表示,单位为m3/s②质量流量:单位时间内流过管道任一截面的流体质量,用“”表示,单位为kg/s2、流速:单位时间内流体的质点沿流管流过的距离称为流速,用“u”表示,单位是m/s。
3、流量和真实流速u之间的关系及平均流速的关系流体在截面为dF流管的体积流量和质量流量分别为:截面积为F的管道的流量应为:理想流体没有内摩擦力,在管道截面上各点速度都相同;但实际流体有一定的粘性力,在管道中流动时,截面上各点的速度都不相同,在工程上使用u很不方便。
平均流速:单位面积上的体积流量。
用w表示。
即:4、质量流量与体积流量和平均流速间的关系(m3/s)5、流速、流量与温度和压强的关系(1)液体:膨胀性、压缩性很小,V,W与P、T无关。
(2)气体:膨胀性、压缩性很大,V,W与P、T有关。