第一章空气动力学基本特征.ppt

第一章 空气的性质和空气管道的基本方程（4节课）,重点： 压力单位以及换算 体积流量计算公式 连续方程 通风管道的能量方程,1.1空气的性质,1.空气的密度、比体积和重度 密度ρ 定义：单位体积空气所具有的质量） 公式： ρ=m/V 单位：kg/m3 比体积v 定义：单位质量所具有的体积 公式：v=V/m 公式：m3/kg 重度γ 定义：单位体积所具有的空气的重量 公式： γ=G/V 单位：N/m3,标准空气： 密度ρ=1.2kg/m3 思考：标准空气的重度？,2.压力： 定义： 压力的单位:(三种表示方法） 单位面积的压力表示：1kgf/m2 =9.81Pa=1 mmH2O 液注高度表示（mmH2O 或者mmHg)： 大气压力表示： 标准 工程大气压 绝对压力：Ps 相对压力：Pr,3.温度： 绝对温度和相对温度（T=t+273),4、压力、密度、温度之间的关系 等温过程:体积与压力成反比 等压过程：体积与绝对温度成正比 变化过程：PV=KT 空气密度计算： ρ=P/kT k为一常数，对于干燥空气k=287.33N·m/kg·K; 对于中等湿度（φ=50%）的空气，k=288.4N·m/kg·K 思考：计算标准空气的密度？,5.黏性： 定义：质点运动 内摩擦力 反抗相对运动 注意：空气等气体的黏性随温度增高而增大，而水等液体的黏性随温度的升高而减小,,,,6.湿度： 干燥空气（没有水蒸气的空气）； 绝对湿度： 相对湿度：,1.2 空气管流的几个 概念,一、空气的流动 1.通风的形式（补充） （1）空气流动的条件 ： 压力差、流动通道 （2）机械通风：压力差 思考通风作用？ 除尘、输送、降水、降湿、烘干、冷却、环流熏蒸和低温储粮,,2. 空气流动时的压力 （1）静压力 管道中空气任何情况都有 静压力同一截面各个方向相同 正负都可 表示方法：Hj （2）动压力 正值 空气运动时产生，静止无 表示方法：Hd=ρv2/2,,（3）全压力 Hq=Hj+Hd,3.空气流动时的流量和平均风速 （1）流量 流量： 定义：单位时间内流过管道或者设备某一有效断面的空气量 单位：m3/s或者m3/h，用Q表示。

提及有用M（质量）或者G（重量）表示的，通风用Q（体积）,（2）平均风速 画图强调：黏性——各处速度不同——中心最大——方便研究——假设速度相同——平均风速vp （3）风量的计算 公式：Q=AVp 强调单位， 注意粮食加工厂都是圆管，圆管推导式： 举例：Q=1/4πD2 vp,二、流体的连续性方程 1.连续性方程： 根据质量守恒 Q1=Q2=Q 2.风速与管道截面的关系； A1V1=A2V2 无论截面面积如何变化，流过断面的流量不变； 同一管道中，任意断面面积与平均风速呈反比，面积大，风速小，面积小，风速大 总结：见教材7页1-17,3.风速与圆管直径的关系: D12/D22=V2/V1 同一管道中，平均风速与风管直径成反比 吸尘装置采用收缩管，为保证吸走灰尘，又不吸走物料 作业：思考13页计算题2,三、伯努利方程 1.理想流体的伯努利方程: 静压能、动压能和位能之和为一常数 （p9) H=常数，或者H1=H2 2.能量的转换: 携带总能量在任何位置不变，同一断面的位势能、压力势能和动能可相互转换,3.通风管道的能量方程: 实际工程中，空气有黏性，有能量损失，即压力损失，就是管道中有阻力。

实际流体能量方程：H静1+ρv12 /2=H静2+ρv22 /2+H损 或者Hq1=Hq2+ H损1-2 注意： 空气在流动中能量一直损失，全压不断变小，所以得采用通风机不断为流体补充能量，才能实现空气连续流动,掌握内容,压力单位以及换算 体积流量计算公式 连续方程 通风管道的能量方程,2.空气在管道中的压力测量 （1）常用的测压仪器 U形压力计 A、U形压力计的结构：两端开口的U形玻璃管、以毫米为单位的刻度尺、底板 B、U形压力计的测压原理： 一端与测压点连接，一端联接大气，在管道中压力的作用下，U形管的两边形成液压差，读数为所测压力的相对压力 C、使用U形压力计要注意的问题 一般为水，所读数为mmH2O 使用垂直放置，测压液位于0刻度点 软管联接可靠，不漏气， 读数时候眼睛与液面保持水平， 所测压力小于20 mmH2O不易采用2单管压力计 A、单管压力计的结构 B、单管压力计的测压原理 3斜管压力计 A、斜管压力计的结构 B、斜管压力计的测压原理,4毕托管 A、毕托管的结构：两根薄壁空心紫刚管套装，有四个孔道 B、毕托管的工作原理：全压、动压、静压 C、使用毕托管要注意的问题： 检查各管道，不能堵塞；A孔所在的弯曲直角段方向应与气流方向尽可能平行，防止造成太大的误差。

2）测定方法 1测定断面位置的选择 测定作业设备、除尘器、进卸料仪器以及各种变形管的阻力时，测定断面位置在紧靠这些设备装置的进出口处 测定管道中风速风量时，为了尽量减小气流不稳定对测定结果的影响，测定断面位置应离设备装置以及变形管有足够距离，尽可能将测定断面选在直长管部分以气流方向为准，测定断面离上游设备或者管件距离应该不小于管径的4-5倍，离下游设备或者管件距离应不小于管径的2倍，管道直长部分较短时，测定断面应该偏向下游方向的设备或者管件,,2断面上测点的选择 断面上测点的位置采用等截面分环法画图： 举例：,3压力测定的方法 A、测定静压力：静压直接用U形压力计，或者用毕托管，可以用软管将毕托管静压输出孔B与U形压力计一开口端相连，得出结果 B、测定全压力：用软管将毕托管全压输出孔C与U形压力计一开口端相连 C、测定动压力：动压力=全压-静压，所以可将毕托管的全压输出孔C和静压输出孔B分别与U形压力计的两个开口端用软管连接，U形压力计所读数就是动压力 （3）测定数据的处理,4、注意事项： 连接正确 管道中有正负之分，注意观察压力计液注的上升方向 5、处理数据 将结果记录，多点测量求其平均值。

静压、全压、动压（负值按照0计算）） 知道动压求风速、风量、求压损,,掌握内容： 1、全压、静压、动压定义 2、流量、风速、风量的简单计算 3、流体连续性方程 4、伯努利方程 5、毕托管的使用（如何测定全压、动压、静压）,。