热工基础与设备-流体力学共59页

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。

第4章气体的热力过程§4-2 压气机的热力过程4-1 理想气体的热力过程例有一台活塞式空气压缩机，其气缸有水套冷却。

若把空气由0.1MPa 、17℃的状态压缩到0.6MPa ，压缩过程的多变指数为1.3。

设压缩过程为可逆过程，试求压缩机消耗的功及冷却水带走的热量，并与具有相同初始状态、终了压力的可逆绝热压缩及可逆定温压缩的压气过程相比较。

解：（1）查得空气的气体常数R g =0.2871kJ/(kg·K)，压气机的轴功为w n n R T p p c nn n-=-⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪-⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥=⨯⨯⨯-=g ,121(1)0.3/1.3111.30.30.2871290 6.01184.7kJ /kg )(§4-2 压气机的热力过程§4-1 理想气体的热力过程当压缩过程为定温过程时，压气机的轴功为149.2kJ/kg 100.1100.6ln 2900.2871ln 6611g ,c =⨯⨯⨯⨯==p p T R w T由计算过程知，采用冷却时压气机消耗的功可减少许多，尤其是定温压缩，可比绝热压缩时少耗功20%以上。

()kg /kJ 8.19416.02902871.04.04.1110.4/1.4)1(121,g =-⨯⨯⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-kk sc p p T R k kw 当压缩过程为定熵过程时，压气机的轴功为kg/kJ 7.184,=n c w 当压缩过程为多变过程时，4-1 理想气体的热力过程（2）空气的比热容c V =0.716kJ/(kg·K)，多变过程中冷却水带走的热量为当压缩过程为定温过程时，空气放出的热量等于空气消耗的压缩功，即q c n k n T T c n kn T p p nV V n n（）--=---=--⎛⎝ ⎫⎭⎪⎪-⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥=⨯⨯⨯-=12,211211/0.3/1.31()110.716-0.10.329061-35.4kJ/kg)()(q w T c T -==12,,--149.2kJ/kg定温压缩时冷却水需带走的热量要达到多变压缩时的4倍多，但实际上很难在气缸中实现如此大的冷却量。

《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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