上海交通大学：《生物工程单元操作原理》课程教学资源_流体流动_流体流动_3

测试题1 如图所示的U形管中，I, A 川为密度不同的三种液 B 体，A-A'和B-B为等高 B F-IV 液位面。位于同一水平 面上的1点和2点处的静 压p1和p2之间的关系为： 1) p1>P2 (2)p1<p2 (3)p1=P2 (4)无法比较

测试题1 如图所示的U形管中，I II， III为密度不同的三种液 体，A-A’和B-B’为等高 液位面。位于同一水平 面上的1点和2点处的静 压p1和p2之间的关系为： 1 2 （1）p p  1 2 （2）p p  1 2 （3）p p  （4） 无 法 比 较

例1-3 液体循环量为2.8m3h,液体 密度为750kg/m3,输送管路 内径为25mm,从容器内液 面到泵入口的压头损失为 0.55m,泵出口到容器A液面 的全部压头损失为1.6m,泵 入口处静压头比容器A液面 上方静压头高出2m,容器A 内液面恒定。试求： (1)管路系统要求泵的压头He; (2)容器A中液面至泵入口的垂直距离ho

例1-3 液体循环量为2.8m3 /h，液体 密度为750kg/m3，输送管路 内径为25 mm，从容器内液 面到泵入口的压头损失为 0.55 m，泵出口到容器A液面 的全部压头损失为1.6 m，泵 入口处静压头比容器A液面 上方静压头高出2 m，容器A 内液面恒定。试求： （1）管路系统要求泵的压头He； （2）容器A中液面至泵入口的垂直距离h0

例1-3解答 在1-1面和2-2截面间列伯努利方程： +++H=+++H, pg 2g pg 2g H。=Hr=0.55+1.6=2.15m 在1-1面和3-3截面间列伯努利方程： +A+=+++2H1 ++0=0+ PL+2 2g pg 2g pg pg 2g 2.8 =1.584m/s π 1.5842 3600××0.0252 h=2+ +0.55=2.68m 2×9.81

例1-3解答 在1-1面和2-2截面间列伯努利方程： 2 2 1 1 2 2 1 2 2 2 e f p u p u z H z H   g g g g         0.55 1.6 2.15 H H m e f      在1-1面和3-3截面间列伯努利方程： 2 2 1 1 3 3 1 3 1 3 2 2 f p u p u z z H   g g g g         2 1 1 3 0 1 3 0 0 2 2 f p p u h H   g g g                3 2 2.8 1.584 / 3600 0.025 4 u m s      2 0 1.584 2 0.55 2.68 2 9.81 h m     

流动类型和雷诺数 根据流动状态的不同，流体流动时出现两种截 然不同的流动型态，即层流和湍流。这一现象 是雷诺(Reynolds)于1883年首先发现的。 开度1 开度2 开度3 雷诺实验动画示意

流动类型和雷诺数 根据流动状态的不同，流体流动时出现两种截 然不同的流动型态，即层流和湍流。这一现象 是雷诺（Reynolds）于1883年首先发现的

香诺实验

雷诺实验

流体流动的内部结构 层流：流体质点作直线运动，即分层流动， 层次分明。 湍流：流体在总体上沿管道向前运动，同时在各 个方向作随机的脉动。 除流速外，流体的密度和黏度、管径也会影响 流体的流动型态。 雷诺通过大量的研究发现，若将影响流动型态 的上述因素组合为dupu的形式，根据其数值可 以判别流动的型态 dupl称为管内流动的雷诺数，以符号Re表示

流体流动的内部结构 层流：流体质点作直线运动，即分层流动， 层次分明。 湍流：流体在总体上沿管道向前运动，同时在各 个方向作随机的脉动。 除流速外，流体的密度和黏度、管径也会影响 流体的流动型态。 雷诺通过大量的研究发现，若将影响流动型态 的上述因素组合为du/的形式，根据其数值可 以判别流动的型态。 du/称为管内流动的雷诺数，以符号Re表示

雷诺数Re Re dup 雷诺数的因次 [Re]= dup (m)(m/s)-(g/m3)） =mkg°s0 -0 N.s/m2 R是一个没有单位，没有因次的纯数 在计算R时，一定要注意各个物理量的单位必须统一。 雷诺准数可以判断流型

Re du   雷诺数的因次           du Re      3 2 / . / / m m s kg m N s m  0 0 0  m k g s Re是一个没有单位，没有因次的纯数 。 在计算Re时，一定要注意各个物理量的单位必须统一。 雷诺准数可以判断流型 。 雷诺数Re

流体流动型态的判新 流体在管内流动时： Re≤2000 流体的流动类型属于层流 20002000可作为湍流处理

流体在管内流动时： R e 2 0 0 0  流体的流动类型属于层流 R e 4 0 0 0  流体的流动类型属于湍流 2 0 0 0 R e 4 0 0 0 ＜ ＜ 可能是层流，也可能是湍流，与 外界条件有关。——过渡区 流体流动型态的判断 一般工程计算中，Re>2000可作为湍流处理

例题1-6 例：20℃的水在内径为50mm的圆管内流动，流 速为2m/s,试计算Re数的数值。 解：查得20C时，p=998.2kg/m3,u=1.004mPas, 管径d=0.05m,流速u=2m/s, 0.05×2×998.2 Re dup 99323 A 1.005x10-3

例题 1-6 例：20 ºC的水在内径为50 mm的圆管内流动，流 速为2 m/s，试计算Re数的数值。 解：查得20 ºC时，ρ= 998.2kg/m3 ，μ=1.004 mPas， 管径d=0.05m，流速u=2m/s， du Re    3 1.005 10 0.05 2 998.2       99323

测试题3 有一串联管路，分别有管径为d和d2的两端管串接而 成。有d1<d2。某流体稳定流过该管道。今确知d1 管段内流体呈层流，则流体在d2管段内的流型为： (1)湍流 (2)过渡流 (3)层流 (4)需计算确定

测试题3 有一串联管路，分别有管径为d1和d2的两端管串接而 成。有d1 <d2。某流体稳定流过该管道。今确知d1 管段内流体呈层流，则流体在d2管段内的流型为： （1）湍流 （2）过渡流 （3）层流 （4）需计算确定