流体流动

化工原理第一章流体流动思维导图

流体流动

流体的物理性质

密度

粘性

牛顿粘性定律

公式

τ＝±udu/dy

牛顿性流体

F＝±uAdu/dy

影响因素

T、P、μ

运动粘度v

v＝μ/p

动量传递mu

τ＝d（mu）/Adt＝±vd（ρu）/dy

d（ρu）/dy为动量浓度梯度

流体静力学

压强

表压＝绝压－大气压

真空度＝大气压－绝压

基本方程

表达式

P1－P2＝表压＝ρg（z1－z2）

P1/ρ＋gz＝P2/ρ＋gz＝常数

适用范围

重力场中静止的不可压缩的单一连续流体

压缩性不太大的气体

应用

U型压力计

U型管压差计

倾斜U型管压差计

微差压差计

液位计

液封

流体动力学基本方程

基本概念

流量

qm＝m/t qv＝v/t

流速

u＝s/t＝qv/A

定常态流动

伯努利方程

公式

gz1＋P1/ρ＋u²1/2g＝gz2＋P2/ρ＋u²2/2g

应用

连续性方程

qv＝A1u1＝A2u2

流量的测量

测速管（皮托管）

孔板流量计（压差计流量计）

文丘里流量计

转子测量计

管路计算

简单管路

复杂管路

管内流动阻力

直管阻力hf

水平管

公式

hf＝P1-P2/ρ

范宁公式

hf＝λl/d .u²/2(λ＝8τ/ρu²)

△Pf＝ρhf＝λl/d .ρu²/2

倾斜管

hf＝（P1/ρ＋z1g）－（P1/ρ＋z2g）

层流

阻力损失

hf＝32μlu/ρd²＝64/Re.l/d.u²/2

摩擦系数

λ＝64/Re

湍流

λ＝f（Re，ε/d）

莫狄摩擦系数

局部阻力h'f

阻力系统法

h'f＝ζu²/2

进口阻力损失ζ＝0.5

出口阻力系数ζ＝1

当量长度法

h'f＝λle/d.u²/2

总阻力

∑hf＝hf＋h'f

流体流动现象

流体流动型态

流型判据

雷诺数

公式

Re＝ρdu/μ

当量直径de

类型

层流

Re≤2000

过渡流

2000<Re≤4000

湍流

Re＞4000

流体在圆管中的速度分布

层流

ur＝P1－P2/4μl（R²－r²）

u＝1/2umax

湍流

流体流动边界层