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1、通风除尘与物料输送,高等职业教育粮油工程技术专业课程,主讲教师：陈 革,沈阳师范大学职业技术学院,第一章 流体力学基础,第一节 空气在管道中流动 的基本规律,工程流体力学以流体为对象，主要研究流体机械运动的规律，并把这些规律应用到有关实际工程中去。涉及流体的工程技术很多，如水力电力，船舶航运，流体输送，粮食通风除尘与气力输送等。通风除尘与气力输送属于流体输送，它是以空气作为工作介质，通过空气的流动将粉尘或粒状物料输送到指定地点。由于通风除尘与气力输送是借助空气的运动来实现的，因此，掌握必要的工程流体力学基本知识，是我们研究通风除尘与气力输送原理和设计、计算通风除尘与气力输送系统的基础。本章中心
2、内容是叙述工程流体力学基本知识，主要是空气的物理性质及运动规律。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,流体力学主要研究流体的宏观运动规律它把流体分成许多许多的分子集团，它们之间没有间隙，成为连续体。,、流体,通风除尘与气力输送涉及的流体主要是空气。,流体是液体和气体的统称，由液体分子和气体分子组成，分子之间有一定距离。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,质点的宏观运动被看作是全部分子运动的平均效果，忽略单个分子的个别性，按连续质点的概念所得出的结论与试验结果是很符合的。,我们在通风除尘与气力输送中所接
3、触到的流体均可视为连续体。,连续性的假设，首先意味着流体在宏观上质点是连续的，其次还意味着质点的运动过程也是连续的,、流体,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,流体单位体积所具有流体彻底质量称为密度，用符号表示。在均质流体内引用平均密度的概念，用符号表示：,密度,对于非均质流体，则必需用点密度来描述。指当V0值的极限，即：,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,压强和温度对不可压缩流体密度的影响很小 可以把流体密度看成是常数。,密度,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,重度,流体单位体积内所具有的流体重量，即：,
4、密度与重度存在如下关系：,=g 式中：g重力加速度，通常取9.81米/秒2,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,粘滞性,流体在流动过程中，流体内部有相互约束的性质流体的粘滞性,试验证明流体粘滞性的存在：,实验证明：内摩擦力T的大小与流体种类有关；与流体的接触面积有关；与垂直于板的速度梯度成正比，,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,粘滞性,式中：流体动力粘性系数千克秒/米2；A流体的接触面积米2；,流体在法线方向 的速度梯度。,牛顿内摩擦定律：,通常把单位面积上所具有的摩擦力称为摩擦应力或切应力：,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、
5、流体及其空气的物理性质,粘滞性,通常粘性系数与压力的关系不大。,液体的粘性系数随温度的增加而下降；气体的粘性系数随温度而增加。,粘性系数与温度的关系：,必须指出：在分析流体运动诸现象时运动粘性系数是非常重要的参数。但是当比较各种不同流体的内摩擦力时，运动粘性系数却不能作为一项物理特征。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,温度,温度是标志流体冷热程度的参数。,温度越高，分子热运动越强盛，分子热运动的平均速度则越大动能也就越大。,衡量温度高低的标准尺子，称为温度标尺，简称温标。,目前国际上通用的温标主要有两种。,摄氏温标（t）,绝对温标（T）,T=273+t K,第一
6、节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,压强,压强的大小可用垂直作用于管管壁单位面积上的压力来表示，即：,式中：P压强牛顿；F垂直作用于管壁的合力牛顿；A管壁的总面积米。,P=F/A,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,压强,1帕=1/9.81千克/米2,压强的单位通常有三种表示方法。,第一种，用单位面积的压力表示。,第二种，用液柱高度表示。,用水银柱（汞柱）高度表示：h=P/=10000/13600=0.736米水银柱=736毫米水柱 用水柱高度表示：h=P/=10000/1000=1000毫米水柱,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体
7、及其空气的物理性质,压强,第三种，用大气压表示。1个物理大气压=10336千克/米2。1个工程大气压=10000千克/米2。标准空气的密度=1.2千克/米3,三种方法换算关系为：1物理大气压=10336千克/米2=10336毫米水柱=760毫米汞柱 1工程大气压=10000千克/米2=10000毫米水柱=736 毫米汞柱,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,压强,工程上，压强可按以下三种方法计算：,绝对压强当计算压强以完全真空（P=0）为基准算起，称绝对压强，其值为正。,相对压强当计算压强以当地大气压（Pa）为基准算起时，称相对压强或表压。,真空度当绝对压强低于大气
8、压强时，其大于大气压的数值称为真空度。以液柱高度表示为：,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,压强,A点的压强高于当地大气压 B点的压强低于当地大气压,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,比容,单位重量的流体占有的容积，与重度的关系为：=1 气体的比容随温度和压力变化。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,一、流体及其空气的物理性质,、理想气体状态方程,理想气体指一种假想的气体，它的质点是不占有容积的质点；分子之间没有内聚力。,理想气体状态方程。即：,P=RT 或：P/p=RT,式中：P绝对压力（牛顿/米2）；比容（米2/牛顿）；T热力温
9、度（K开尔文）；R气体常数（牛米/千克开），对于空气R=287牛米/千克开。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,充满运动流体的空间称为流场。,表示流体运动特征的一切物理统称为运动参数，如速度v、加速度a、密度p、压力P和粘性力F等。,流体运动规律：在流场中流体的运动参数随时间及空间位置的分布和连续变化的规律。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,、稳定流与非稳定流,如果流场中各点上流体的运动参数不随时间而变化，这种流动就称为稳定流。,如果运动参数不随时间而变化，这种流动就称为非稳定流。,稳定流：,非稳定流：,第一节 空气在管道中流动的基本规
10、律,二、与空气流动的有关概念,、稳定流与非稳定流,第一节 空气在管道中流动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,迹线与流线,迹线：流场中流体质点在一段时间内运动的轨迹称为迹线。,流线：流场中某一瞬时的一条空间曲线，在该线上各点的流体质点所具有的速度方向与该点的切线方向重合。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,流管与流束,流管 流场中画一条封闭的曲线。经过曲线的每一点作流线由这些流线所围成的管子。非稳定流时流管形状随时间变化；稳定流时流管不随时间而变化。,流束 充满在流管中的运动流体（即流管内流线的总体）称为流束。断面无限小的流束称为微小流束。,第一节 空气在管道中流
11、动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,流管与流束,总流 无数微小流束的总和称为总流，如水管及风管中水流和气流的总体。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,有效断面、流量与平均流速,有效断面,微小流束或总流各流线相垂直的横断面，用d A或A表示.。,在实际运用上对于流 线呈平行直线的情况下，有效断面可以定义为：与流体运动方向垂直的横断面。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,有效断面、流量与平均流速,流量,单位时间内流体流经有效断面的流体量称为流量。,流量通常用流体的体积、质量或重量来表示：G=Q牛顿/秒M=/gQ=Q千克/秒Q=G/=M/米
12、3/秒,第一节 空气在管道中流动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,有效断面、流量与平均流速,流量,微小流束：d Q=vd A 总流：,第一节 空气在管道中流动的基本规律,二、与空气流动的有关概念,有效断面、流量与平均流速,平均流速V,工程上所指的管道中的平均流速，就是这个断面上的平均流速V。平均流速就是指流量与有效断面面积的比值。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,三、连续性方程,在研究流体流动时，同样认为流体是连续地充满它所占据的空间，这就是流体运动的连续性条件。,根据质量守恒定律：,对于空间固定的封闭曲面，非稳定流时流入的流体质量与流出的流体质量之差，应等于封闭曲面内流体质量的变化量
13、。,对于空间固定的封闭曲面，稳定流时流入的流体质量必然等于流出的流体的质量。,数学形式表达连续性方程。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,三、连续性方程,一元微小流束稳定流的连续性方程dM=1v1dA1dt-2v2dA2dt,第一节 空气在管道中流动的基本规律,三、连续性方程,一元微小流束稳定流的连续性方程dM=1v1dA1dt-2v2dA2dt,1v1dA1=2v2dA2,第一节 空气在管道中流动的基本规律,三、连续性方程,、一元总流稳定连续性方程积分，就可得到可压缩流体总流的连续性方程，即：,说明了可压缩流体稳定流时，沿流程的质量流量保持不变。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,三、连
14、续性方程,、一元总流稳定连续性方程,对不可压缩流体，为常数，则公式可简化为：Q1=Q2 V1A1=V2A2 V1/V2=A2/A1,一元总流在稳定流时，沿流程体积流量为一常值，各有效断面平均流速与有效断面面积成反比。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,四、空气流动的能量方程（伯努利方程）,现象表明：截面大的地方流速小，压力大，截面小的地方流速大，压力小。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,四、空气流动的能量方程（伯努利方程）,理想流体流动时没有流动阻力，因而也没有能量损耗；,流体流动时能量的增量就等于外力所做的功W，即：,E=W。所以：P1V-P2V=（1/2mv22+mgz2）-（1/2
15、mv12+mgz1）即 P1V+1/2mv12+mgz1=P2V+1/2mv22+mgz2,对于任意一个截面均有：PV+1/2mv2+mgz=常数式中：PV是体积为V的流体所具有的静压能。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,四、空气流动的能量方程（伯努利方程）,上式方程式表明：理想流体在稳态流动过程中，其动能、位能、静压力之和为一常数，也就是说三者之间只会相互转换，而总能量保持不变。,由于空气的值都很小，位能项与其它二项相比则可忽略不计。因此，对于空气的能量方程可写成：,PV+1/2mv2=常数方程两边同时除以V，则得：P+1/2v2=常数,第一节 空气在管道中流动的基本规律,四、空气流动的
16、能量方程（伯努利方程）,若以符号H全、H静、H动表示，则有：,H全=H静+H动=常数,当空气在没有支管的管道中流动时，对于任意两个截面，以相对压力表示的伯努利方程可写成：H静1+H动1=H静2+H动2,第一节 空气在管道中流动的基本规律,四、空气流动的能量方程（伯努利方程）,应用以上伯努利方程时，必须满足以下条件：,不可压缩理想流体在管道内作稳态流动；流动系统中，在所讨论的二个截面间没有能量加入或输出；在列方程的两截面间沿程流量不变，即没有支管；截面上速度均匀，流体处于均匀流段。在速度发生急变的截面 上，不能应用该方程。,第一节 空气在管道中流动的基本规律,四、空气流动的能量方程（伯努利方程）
17、,实际上空气是有粘性的，流动时将由于流体的内摩擦作用而产生能量损失，若空气的能量损耗用H损1-2表示，根据能量守恒定律，则应有：H静1+H动1=H静2+H动2+H损1-2 或：H全1=H全2+H损1-2 这种能量损失表现为压力的变化，也叫压力损失。,由公式可得，风管内任意两截面间的压力损失等于该两截面处的全压力之差，即：H损1-2=H全1H全2,第一节 空气在管道中流动的基本规律,四、空气流动的能量方程（伯努利方程）,当有外功加入系统时，例如在包括通风机在内的通风管道的两截面间列能量守恒方程，此时，应将输入的单位能量项H风机加在方程的左方：,H静1+H动1+H风机=H静2+H动2+H损1-2式
18、中：H风机通风机供给的能量；H损1-2两截面间的能量损失。,1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!5、心情就像
19、衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自
20、己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你
21、，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能
22、量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。1、这世上，没有谁活得比谁容易，只是有人在呼天抢地，有人在默默努力。2、当热诚变成习惯，恐惧和忧虑即无处容身。缺乏热诚的人也没有明确的目标。热诚使想象的轮子转动。一个人
23、缺乏热诚就象汽车没有汽油。善于安排玩乐和工作，两者保持热诚，就是最快乐的人。热诚使平凡的话题变得生动。3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一场马拉松比赛，拼的不是起点，而是坚持的耐力和成长的速度。只要努力不止，进步也会不止。4、如果你不相信努力和时光，那么时光第一个就会辜负你。不要去否定你的过去，也不要用你的过去牵扯你的未来。不是因为有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信
24、只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总
25、会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压力。12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。14、给
26、自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。16、在路上，我们生命得到了肯定，一路上，我们有失败也有成功，有泪水也有感动，有曲折也有坦途，有机遇也有梦想。一路走来，我们熟悉了陌生的世界，我们熟悉了陌生的面孔，遇人无数，匆匆又匆匆，有些成了我们忘不掉的背影，有些成了我们一生的风景。我笑，便面如春花，定是能感动人的，任他是谁。17、努力是一种生活态度
27、，与年龄无关。所以，无论什么时候，千万不可放纵自己，给自己找懒散和拖延的借口，对自己严格一点儿，时间长了，努力便成为一种心理习惯，一种生活方式！18、自己想要的东西，要么奋力直追，要么干脆放弃。别总是逢人就喋喋不休的表决心或者哀怨不断，做别人茶余饭后的笑点。19、即使不能像依米花那样画上完美的感叹号，但我们可以歌咏最感人的诗篇；即使不能阻挡暴风雨的肆虐，但我们可以左右自己的心情；即使无法预料失败的打击，但我们可以把它当作成功的一个个驿站。20、能力配不上野心，是所有烦扰的根源。这个世界是公平的，你要想得到，就得学会付出和坚持。每个人都是通过自己的努力，去决定生活的样子。1、只要有坚强的意志力，
28、就自然而然地会有能耐、机灵和知识。2、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。3、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。4、天行健，君子以自强不息。5、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大的威力。6、永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。7、意大利有一句谚语：对一个歌手的要求，首先是嗓子、嗓子和嗓子我现在按照这一公式拙劣地摹仿为：对一个要成为不负于高尔基所声称的那种“人”的要求，首先是意志、意志和意志。8、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。9、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。10、发现者，尤
29、其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。11、我的本质不是我的意志的结果，相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。12、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。13、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。14、意志的出现不是对愿望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识水平上。15、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。16、即使
30、遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。21、意志坚强，就会战胜恶运。22、只有刚强的人，才有神圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。25、能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。27、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。28、立志不坚，终不济事。29、功崇惟志，业广惟勤。30、一个崇高的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。,
