1流体流动基本知识（通用6篇）
篇1：1流体流动基本知识
《化工原理》教材编写大纲
总体要求
1、要反映工科教育的特点，突出实用性和实践性的原则，强化工程观念，以有利于学生综合素质的形成和科学思想方法与创新能力的培养。
2、要以整体培养规格为目标，优化内容体系，贯彻以必须、够用为度的原则，为后续课程的学习和可持续教育打下坚实的基础。
3、要注意前后知识的连贯性、逻辑性，力求深入浅出，图文并茂并在可用图示说明的前提下直接用图说明教学内容，以有利于学生对新知识的理解。
4、要体现新知识、新技术、新方法，适当留有供自学和拓宽专业的知识内容。
5、每学时按4000～5000字编写。内容安排
1、编委会统一前言
2、作者前言
3、目录---列至三级标题（即章、节、一、二、三等）。
4、每章前要列出“学习目的及要求”，对于理论性较强的教学内容在“章”的末尾需附有“单元小结”及“参考文献”（参考文献必须是1995年以后出版的书籍和刊物），以便自学。
5、正文中例题及章末思考题和习题应贴近生活和生产实际，并占有一定的比例，例题以[例题x-x]的格式按章——例题流水号形式给出。
6、根据教学内容的要求可适当插入与新技术、新工艺、新信息相关的知识点，以丰富教材内容，增进学生的学习兴趣。
7、根据需要书末附 “附录”；附录内容应与正文内容相关，引用列出的数据、标准等要准确无误。
8、物理量、计量单位、图、表、公式编排要求
①物理量名称、符号和计量单位执行国家标准GB3100-3102-93《量和单位》予以统一，其中组合计量单位中除的关系用斜线表，不用负指数形式（如mol/L）。有关计量单位的使用详见华东理工大学出版社《著译者须知》9～10页。
②公式中物理量的说明格式采用《须知》28页中介绍的第二种形式。如果说明中又套有公式时，其格式采用《须知》中28-29页中的第一种形式。
③图、表、公式编号均以章——流水号编排（中间用半字线“-”连接）。物理量与计量单位之间用斜线“/”隔开的形式编排。有附加条件时，应对物理量进行说明，而不修饰计量单位。④其它具体要求详见《须知》。版面布置要求
1.纸张为B5规格---字距为35行；A4规格---字距为40行。全文统一采用小4号字体、同规格纸。2.体例
第**章 ****（居中）第**节 ****（居中）
一、****（前空两格，独占一行）
**************************************************（下文另行，前空两格，另行顶格排）
（一）****（前空两格，独占一行）
**************************************************（下文另行，前空两格，另行顶格排）1.****（前空两格，独占一行，另行顶格排）
**************************************************（下文另行，前空两格，另行顶格排）（1）**** ***********************（标题后空一格，接下文，另行顶格排）**************** ①*********************************（正文接标题号，另行顶格排）
交稿要求
1、主编负责全书的统一整理工作，全书按流水号统一编排页码，包括扉页（作者署名）、前言、目录、内容提要、正文、本章小结、思考题和习题、参考资料、附录等。交稿要求达到“齐、清、定”，具体要求见《须知》第1页。
2、交磁盘稿并附打印稿一份，两稿内容要求一致，以打印稿为准。
3、交稿时另附一份复印图，图的内容、编号与正文中的图一致，并且图中线条清晰，大小适宜。如果采用图文混排稿，须保证图中的内容清晰、明确，达到出版要求。
4、交稿时间由合同确定。
编写内容（总计按148学时编写，各校可以根据自己学校的用人方向选讲教学内容）
1.混合液的密度；
《化工原理》（上册）（按70学时编写）
2.气体密度计算
二、压力（压强）绪论（按2学时编写）1.流体静压强的定义、特性 教学目的及要求 2.压强的计量与测量
一、本课程的起源与发展
三、流量与流速
二、本课程的性质与任务 1.流量
三、单位及单位制 2.流速
四、基本概念
四、黏度
（一）稳定系统与不稳定系统 1.牛顿黏性定律 1.稳定系统与不稳定系统 2.黏度与黏度的计量单位 2.稳定系统的特性 3.黏度计及其应用（1）连续性与连续性方程（2）稳定系统的守衡第二节 流体静力学（按3学时编写）性
一、静力学基本方程及其结论 ①质量守恒
（一）静力学基本方程的推导 ②能量守恒
（二）讨论
（二）平衡与过程速率
二、静力学基本方程的应用 1.平衡过程
（一）系统压差及表压强的测量——液柱压差计 2.过程速率
（二）液位的测量（近程、远程测量）
（三）经验关联式
（三）液封高度的计算（含气柜衡压原理）1.实验数据关联方法
（四）液下物体受力计算 2.对数坐标系 第三节 流体动力学（按4学时编写）3.准数与因次
一、稳定流动系统的能量类型 复习思考题
（一）流体本身携带的能量类型
（二）系统与环境交换的能量类型 第一章 流体力学（按20学时编写）
二、稳定流动系统的能量衡算方程——柏努利方程 教学目的及要求
（一）拓展的柏努利方程推导 引言
（二）柏努利方程讨论及变形 第一节 基本物理量（按3学时编写）
三、柏努利方程式的应用
一、密度
（一）计算截面与水平基准面的选取原则
（一）密度、相对密度（比重）、比热容的定义及1.计算截面的选取原则 换算 2.水平基准面的选取原则
（二）密度计算
（二）柏努利方程式的应用示例
1.高位槽
⑴ 高位槽的作用 ⑵ 高位槽面高度计算 ⑶ 高位槽输液系统流量的确定
2.确定的输送设备有效功率
⑴ 输送设备的有效功率 ⑵ 输送设备有效功率的确定
3.确定送液气体的压力 4.确定端面压力 5.流量测量
第四节 管流过程（按2学时编写）
一、阻力的表现与形成原因
（一）流体阻力的表现
（二）形成原因
二、流体的流动型态及其判定――雷诺演示实验
（一）两种典型的流动型态――雷诺演示实验
（二）雷诺准数与流动型态的判定
（三）非圆管系统中流动型态的判定
三、圆管中的速度分布与流动边界层概念
（一）层流过程的速度分布函数推导
（二）湍流过程的速度分布
（三）流动边界层 1.流动边界层概念 2.边界层的形成与分离
第五节 化工管路基础（自学内容）
一、化工管路的分类(一)分支管路(二)并联管路(三)串联管路(四)单一管路
二、化工管路的基本构成
（一）管材
（二）管件与阀件
三、管子的选用
第六节 管路系统的能量损失（按4学时编写）
一、直管阻力（沿程阻力）
（一）直管阻力损失计算通式――范宁公式的推导
（二）摩擦因数
1.层流过程的摩擦因数 2.湍流过程的摩擦因数
（1）湍流过程摩擦因数的影响因素（2）绝对粗糙度与相对粗糙度（3）莫狄图及其讨论
（三）直管阻力损失及压降计算
二、局部阻力
（一）当量长度法 1.当量长度的概念
2.局部障碍物的当量长度
（二）阻力系数法 1.阻力系数的概念
2.局部障碍物的阻力系数
三、系统总阻力损失计算
第七节 管路计算（按2学时编写）
一、简单管路计算所研究解决的问题
二、简单管路计算常用计算方法――试差法
三、简单管路计算示例
（一）确定输送系统动力消耗
（二）确定输送系统的理论工作流量
（三）配管计算
四、复杂管路计算原则
（一）并联管路
（二）分支管路
第八节 流量测量（按2学时编写）
一、测速管（皮托管）(一)构造(二)测量原理(三)讨论
二、孔板流量计(一)构造(二)测量原理(三)讨论
三、文氏流量计(一)构造(二)测量原理(三)讨论
四、转子流量计(一)构造(二)测量原理(三)讨论 单元小结 复习思考题习题 参考文献
第二章 流体输送（按12学时编写）教学目的及要求 引言
第一节 离心泵（按6学时编写）
一、离心泵的构造与工作原理
（一）主要构造
（二）配套装置
二、离心泵的主要性能与特性曲线
（一）离心泵的主要性能 1.流量 2.扬程 3.轴功率 4.机械效率
（二）离心泵的特性曲线 1.离心泵的特性曲线 2.特性曲线的应用
（三）离心泵的安装高度（吸上高度）1.离心泵的气蚀现象 2.离心泵安装高度
（1）允许气蚀雨量法（2）允许吸上真空高度法
（四）离心泵的型号及选用 1.离心泵的型号
⑴ 清水泵 ⑵ 油泵 ⑶ 耐腐蚀泵 2.选用方法
（五）离心泵的操作
1.离心泵的工作点及确定 2.离心泵的串、并联操作 3.离心泵的操作方法
第二节 其它化工生产用泵（按２学时编写）
一、往复泵
（一）往复泵的构造与工作原理
（二）往复泵的特性曲线
（三）恒压装置
（四）正位移系统
二、比例泵
三、旋液泵
四、齿轮、蜗杆泵
五、化工生产用泵性能比较
第三节 气体输送设备（按4学时编写）
一、通风机
二、鼓风机
（一）离心式鼓风机
（二）萝茨鼓风机
三、压缩机
（一）往复式压缩机 1.构造与工作原理 2.配套设置
3.往复式压缩机的吸气能力与影响因素
（二）离心式压缩机
1.构造与工作原理 2.特性曲线
四、气体输送设备性能比较 单元小结 复习思考题习题 参考文献
第三章 非均相系统的分离（按12学时编写）教学目的及要求 引言
第一节 重力沉降及设备（按3学时编写）
一、自由沉降
（一）自由沉降
（二）自由沉降速度
二、重力沉降设备
（一）多层隔板式降尘室
（二）连续沉降槽（增稠器）
第二节 离心沉降及设备（按2学时编写）
一、离心沉降与离心沉降速度
二、离心沉降设备
（一）旋风分离器 1.构造与工作原理 2.分离能力与临界直径
（二）旋液分离器
第三节 过滤（按4学时编写）
一、过滤基本原理
（一）分类
（二）过滤介质
（三）助滤剂
（四）过滤名词术语
二、过滤基本方程式
（一）过滤基本方程式
（二）恒压过滤基本方程式
三、恒压过滤基本方程式的应用
四、过滤设备
（一）板框压滤机 1.构造 2.工作原理
（二）叶滤机
1.构造 2.工作原理
（三）真空过滤机 1.构造 2.工作原理
第四节 离心机（按1学时编写）
一、分类
二、常速离心机
三、高速离心机
四、超速离心机
五、离心机的性能及选用
第五节 其它气体分离设备（按1学时编写）
一、惯性分离器
二、袋滤器
三、静电除尘器
四、文丘里除尘器
五、泡沫除尘器
第六节 分离设备的选择（按1学时编写）
一、气－固混合物的分离方案及设备选择
二、液－固混合物的分离方案及设备选择 单元小结 复习思考题习题 参考文献
第四章 传热（按18学时编写）教学目的及要求
第一节 概述（按1学时编写）
一、传热学研究解决的问题
二、传热的基本方式
（一）热传导（导热）
（二）对流 1.自然对流 2.强制对流
（三）辐射
三、工业换热方式
（一）混合式
（二）间壁式
（三）蓄热式
四、传热名词术语
（一）载热体、热载热体、冷载热体
（二）加热剂、冷却剂、冷凝剂
（三）加热器、冷却器、冷凝器
第二节 传热基本方程（按1学时编写）
一、传热速率
二、传热壁面积
三、传热推动力
四、传热基本方程
第三节 热负荷（按2学时编写）
一、热负荷
二、热负荷与传热速率间的关系
三、热负荷的计算方法
（一）焓差法
（二）显热法（温差法）
（三）潜热法
（四）两步法
第四节 传热平均温度差（按2学时编写）
一、恒温传热
二、变温传热
（一）间壁两侧流体间的相对运动方式
（二）并、逆流运动状态下的传热平均温度差
（三）错、折流运动状态下的传热平均温度差 1.计算方法 2.温度修正系数
第五节 一维稳定热传导（按4学时编写）
一、热传导（导热）
二、导热分类
（一）一维导热与多维导热
（二）稳定热传导与不稳定热传导
（三）一维稳定热传导
三、傅立叶定律
（一）温度梯度
（二）傅立叶定律
（三）导热系数
四、导热计算——傅立叶定律的应用
（一）平壁导热 1.单层 2.多层
（二）空心圆柱体导热 1.单层 2.多层
（三）空心球体导热 1.单层 2.多层
第六节 对流传热（按4学时编写）
一、传热边界层
二、对流传热基本方程式——牛顿冷却定律
三、对流传热膜系数
（一）传热膜系数的物理意义及单位
（二）传热膜系数的影响因数
（三）对流传热膜系数的准数关联
1.流体在圆直管内作强制湍流时的膜系数计算 2.流体在圆直管内作强制过渡流时的膜系数计算 3.流体在弯管内作强制对流时的膜系数计算 4.流体在非圆管内作强制对流时的膜系数计算 ⑴ 传热当量直径 ⑵ 列管换热器壳程流体的膜系数计算
第七节 传热系数与传热壁面积（按4学时编写）
一、间壁式换热过程机理
二、污垢热阻
三、传热系数与传热壁面积
四、传热计算示例 单元小结 复习思考题习题 参考文献
第五章 换热器（按8学时编写）教学目的及要求
第一节 换热器简介（按2学时编写）
一、夹套式
二、蛇管式
（一）沉浸式
（二）喷淋式
三、套管式
四、列管式
（一）温差应力
（二）固定管板式
（三）浮头式
（四）U型管式
五、螺旋板式
六、板式
七、板翅式
第二节 列管式换热器的工艺设计方法（按6学时编写）
一、非标准列管换热器的工艺设计
（一）物性参数计算
（二）列管类型确定
（三）流动空间确定
（四）估取传热系数初定传热壁面积
（五）管规格、长度、换热管根数
（六）管程数、壳程数
（七）换热管的空间排列排布 1.布管方式 2.管间距、排间距
（八）布管草图、换热器直径
（九）折流挡板
1.挡板类型 2.挡板间距、挡板数
（十）定距管
（十一）进、出口接管
（十二）换热器校核
1.传热性能校核 2.压力降校核
二、标准列管换热器的选用步骤
（一）物性参数计算
（二）列管类型确定
（三）流动空间确定
（四）估取传热系数初定传热壁面积
（五）标准列管选型
（六）换热器校核
1.传热性能校核 2.压力降校核 单元小结 复习思考题 参考文献
《化工原理》下册（按78学时编写）
第六章 蒸发与结晶技术（按12学时编写）教学目的及要求
第一节 概述（讲授2学时）
一、蒸发的定义、基本原理及分类
二、蒸发专用名词
三、典型蒸发流程简介
第二节 单效蒸发（讲授4学时）
一、单效蒸发器的物料衡算与热量衡算
二、单效蒸发器的沸点升高与Δtm计算
三、管内沸腾过程的α计算
四、单效蒸发器的传热面积计算
五、单效蒸发器的选型设计
第三节 多效蒸发（讲授2学时）
一、多效蒸发流程
二、蒸发系统的热效率与节能
第四节 结晶分离技术（讲授4学时）
一、结晶操作的类型
二、结晶分离的基本原理
三、结晶过程的相平衡
（一）溶解度曲线
（二）溶液的过饱和与介稳区
四、影响结晶操作的因素
（一）结晶的生长过程
（二）影响因素
五、结晶工艺计算
（一）结晶系统的物料衡算
（二）真空冷却结晶过程的热量衡算
六、结晶器
（一）冷却结晶器
（二）移除部分溶剂的结晶器
七、其它结晶方法
（一）熔融结晶
（二）沉淀结晶
（三）升华结晶 单元小结 复习思考题习题 参考文献
第七章 蒸馏与精馏技术（22学时）教学目的及要求
第一节 概述（讲授4学时）
一、基本概念（定义、基本原理及分类）二、二元溶液的气液相平衡
（一）溶液的分类
（二）理想溶液的气液相平衡
（三）非理想溶液的气液相平衡
三、蒸馏方式（简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏原理及流程）
第二节 二元板式连续精馏塔的物料衡算（讲授4学时）
一、恒摩尔流假设
二、全塔物料衡算—产品流量的确定
三、精馏段的物料衡算与精馏段操作线方程
四、提馏段的物料衡算与提馏段操作线方程
五、加料板的物料衡算—两段气液相流量的确定
六、精、提馏段操作线的交点轨迹方程
七、操作线的画法
第三节 二元板式连续精馏塔的塔板数（讲授4学时）
一、理论塔板数
（一）理论塔板的概念
（二）理论塔板数的确定（逐板计算法、图解法）
二、实际塔板数
（一）板效率（单板效率、塔效率）
（二）实际塔板数的确定
第四节 操作回流比（讲授2学时）
一、操作回流比对精馏操作的影响
二、全回流与最少理论塔板数
三、最小回流比及其确定
四、适宜操作回流比的确定
五、进料状态对精馏操作的影响 第五节 特殊精馏（讲授2学时）
一、水蒸气精馏（基本原理、流程）
二、恒沸精馏（基本原理、典型流程）
三、萃取精馏（基本原理、典型流程）第六节 多元精馏（讲授2学时）
一、多元精馏的特点
二、多元精馏系统的气液相平衡
三、多元精馏系统的简化计算方法
四、理论塔板数的捷算法――吉利兰关联图的应用 第七节 板式塔（讲授4学时）
一、板式塔简介
（一）板式塔的主要构造
（二）塔板结构与性能
（三）溢流方式
（四）板式塔的非正常操作现象
（五）板式塔的总体设计要求
二、浮阀塔的工艺设计
（一）初估塔径
（二）溢流装置设计
（三）浮阀数与塔板布置
（四）性能校核—负荷性能图
（五）操作弹性及调整 单元小结 复习思考题习题 参考文献
第八章 气体吸收（16学时）教学目的及要求
第一节 概述（讲授2学时）
一、基本概念（吸收的定义、基本原理、分类、流程）
二、吸收系统的气液相平衡
（一）溶解度曲线（溶解度曲线及讨论、亨利定律与亨利系数）
（二）吸收推动力及过程判定
第二节 吸收机理与吸收速率方程（讲授2学时）
一、扩散方式
二、双膜理论模型
三、吸收速率与吸收速率方程 第三节 吸收系数（讲授2学时）
一、吸收总系数与分系数间的关系（界面浓度的确定、总系数与分系数间的定量关系、膜控制过程）
二、吸收分系数（分系数间的换算关系、分系数经验公式及适用范围）
第四节 单组分填料吸收塔的工艺设计（讲授8学时）
一、溶剂的选择与用量确定
（一）溶剂的选择原则
（二）填料吸收塔的物料衡算（吸收能力计算、吸收操作线方程）
（三）操作液气比的影响及其确定
（四）溶剂用量与出口浓度的确定
二、填料塔塔径的确定
（一）填料类型与特性（类型、特性、装填方式）
（二）填料的选用原则
（三）操作空塔气速的确定－埃克特通用关联图
（四）塔径的确定与校核（压力降与润湿率校核）
三、填料层高度的计算
（一）填料层高度计算通式的推导
（二）传质单元的概念
（三）对数平均推动力法
（四）解吸因子法
（五）图解积分法
四、附件设计（液体分布器、再分布器、捕沫器、填料支承）
第五节 其它吸收与解吸（讲授2学时）
一、高浓度气体吸收（特点、简化计算方法）
二、多组分吸收（特点、计算方法简介）
三、化学吸收（特点、控制因素）
四、解吸与解吸流程（原理、流程、工艺计算方法）单元小结 复习思考题习题 参考文献
第九章 其它分离技术（16学时）教学目的及要求 引言
第一节 萃取分离技术（讲授6学时）
一、基本概念（定义、基本原理与流程、相关名词术语）
二、萃取平衡——三角相图的应用
（一）三元溶液组成的图示
（二）萃取系统的杠杆规则
（三）萃取系统的溶解度曲线
（四）萃取计算
三、工业萃取设备
（一）混合澄清器
（二）萃取塔（喷洒塔、填料萃取塔、筛板萃取塔、脉冲筛板塔、往复筛板塔、转盘萃取塔）
（三）离心萃取器
四、超临界气体萃取
（一）超临界气体萃取基础
（二）典型流程及应用
第二节 膜分离技术（讲授4学时）
一、膜分离概念与分类
二、膜分离设备类型
三、膜分离指标参数及影响
四、膜分离过程简介
（一）电渗析（原理、典型流程及应用）
（二）反渗透（原理、典型流程及应用）
（三）微滤（原理、典型流程及应用）
（四）超滤（原理、典型流程及应用）
（五）纳滤（原理、典型流程及应用）
（六）气体膜分离（原理、典型流程及应用）
（七）液膜分离（原理、典型流程及应用）第三节 吸附分离技术（讲授2学时）
一、基本概念（吸附原理、吸附剂）
二、吸附平衡与吸附速率
三、吸附设备（固定床、移动床、变压吸附）
四、吸附分离技术的应用
第四节 生物分离及高新分离技术简介（讲授4学时）
一、生物分离的特点与一般步骤
（一）生物分离的特点
（二）生物分离过程的一般步骤
二、新型分离技术简介
（一）离子交换分离技术
（二）色层分离技术
（三）反应精馏技术 单元小结 复习思考题习题 参考文献
第十章 固体干燥（12学时）教学目的及要求
第一节 概述（讲授4学时）
一、去湿与干燥的分类
二、干燥机理与流程
三、湿空气的性质
四、湿度图及其应用
第二节 空气干燥器的物料衡算（讲授2学时）
一、空气干燥器的物料衡算方程
二、干燥产品流量的确定
三、水分蒸发量
四、干空气的消耗量及风机工作流量
第三节 空气干燥器的热量衡算（讲授2学时）
一、空气干燥器的热量衡算方程
二、空气干燥器的热效率
三、空气出口状态的确定
第四节 恒定干燥条件下的干燥时间计算（讲授2学时）
一、物料水分的性质
二、恒定干燥条件下的干燥速率曲线
三、恒定干燥条件下的干燥时间计算 第五节 空气干燥器简介（讲授2学时）
一、盘架式干燥器
二、带式干燥器
三、滚筒干燥器
四、气流干燥器
五、转筒干燥器（转窑）
六、沸腾床干燥器
七、喷雾干燥器
八、升华干燥 单元小结 复习思考题习题 参考文献
篇2：1流体流动基本知识
姓名：
学号：
日期：
地点：
课程名称：
过程工程专业实验流体流动阻力实验 指导老师：
成绩：
实验名称：
实验类型：
同组学生：
一、实验目的和要求（必填）
二、实验容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填）
四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一、实验目的和要求 装 1.掌握测定流体流经直管、管件（阀门）时阻力损失的一般实验方法。
2.测定直管摩擦系数 λ 与雷诺准数 Re的关系，流体流经管件（阀门）
时的局部阻力系数，验 订 证在一般湍流区 λ 与 Re的关系曲线，考察 ζ 与 Re 是否相关。
线 3.识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用 , 获得对 Re，摩擦系数λ，局部阻力系数ζ的感性认识。
二、实验容和原理 1 流量计校核 通过计时称重对涡轮流量计读数进行校核。
2.Re 数：
3.直管阻力摩擦系数 λ 的测定 流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为：
.4.局部阻力系数ζ的测定
局部阻力压力降的测量方法：测量管件及管件两端直管（总长度 l“）总的压降 p，减去其直管段的压降，该直管段的压降可由直管阻力 p f（长度 l）实验结果求取。
三、主要仪器设备
.Figure 1 实 1—水箱 2 —离心泵 3、11、12、13、14—压差传感器 —引水漏斗 4 —温度计 21、22—调节阀 5—涡轮流量计 16—粗糙管实验段 17 —光 滑管实验段 18 a b c de f g h —闸阀 19 —截止阀 20 23 —泵出口阀 24 —旁路阀（流量校核）
— 取压点 表格 1 表格 2，名称 类型 直管规格 管径 直管段长度 截止阀 局部阻力 闸阀 闸阀两端直管（粗糙管）ab = 680
光滑管
不锈钢管
光滑直管（mm）（mm）
ef = 1000
粗糙直管 22 bc =1000 粗糙管 镀锌铁管
截止阀两端直管（光滑管）
de = 660
四．操作方法和实验步骤 1.离心泵灌水，关闭出口阀（23），打开电源，启动水泵电机，待电机转动平稳后，把泵的出口阀（23）缓缓开到最大。对压差传感器进行排气，完成后关闭排气阀门，使压差传感器处于测量状态。
2.开启旁路阀（24），关闭光滑管段阀件，选定最小流量 1.00m /h，, 记录最大流量，设定大于 10个数值上等比的流量观测值。自大至小，改变流量，每次改变流量，待流动达到稳定后，记录压 差、流量、温度等数据。粗糙管段测量同光滑管段测量。
3.实验结束，关闭出口阀（23）。
五、实验数据记录和处理 5.1 流量计校核 3-1 仪器读数：
V1=0.61m ·h，空桶质量 m0 =0.46kg
V2= τ =50.00s
时，桶的质量 m 1 =10.22kg，水温 t r =32.1 ℃，ρ =995.0kg/m 实 际 流 速 ：
偏差 E=(0.71-0.61)/0.61 *100%=16.4% 表格 3 光滑管段实验数据记录
No V1/m3 ·h-1 t1/ p11/kpa p12/kPa(加管件)1 0.95 32.1 0.43 9.8 2 1.21 32 0.66 11.6 3 1.44 31.9 0.84 12.9 4 1.71 31.8 1.14 14.8 5 2.05 31.8 1.55 18.2 6 2.26 31.7 1.83 20.4 7 2.71 31.6 2.52 26.5 8 3.23 31.6 3.34 34.6 9 3.74 31.6 4.32 44.2 3
[1]4.5 31.4 6.11 60.8 11 5.25 31.2 7.99 79.5 12 5.39 31.1 8.22 83.6
表格 4 粗糙管段实验数据记录
件)
实验所用流体为水，ρ，μ的计算参考文献值 , 插法处理
t=20 ,;t=30 ,;t=40 , t=28 ,;t=29 ,;t=30 ,;t=31 , No 3-1 V2/m ·h T2/ P21/kpa P22/kPa(加管1 0.97 30.4 1.44 1.05 2 1.24 30.3 2.24 1.73 3 1.44 30.2 3.01 2.43 4 1.7 30.1 4.09 3.42 5 2.05 30 5.83 5.03 6 2.37 29.9 7.67 6.72 7 2.77 29.8 10.395 9.25 8 3.2 29.5 13.2 12.5 9 3.82 29.3 19.87 17.71 10 4.45 29.2 24.93 24.15 11 5.07 28.7 24.83 24.94
t=32 , 表格 5.光滑管段流动阻力参数计算结果
No-1 u/m·s
0.6942 3 ρ /kg ·m
995.0 μ/Pa ·s
0.000766 Re
19828.7 λ
0.03946 δ
39.65707 2 0.8842 995.0 0.000768 25205.1 0.03733 28.67032 3 1.0523 995.0 0.000770 29934.5 0.03355 22.38011 4 1.2496 995.1 0.000771 35474.2 0.03228 18.05326 5
1.4980
995.1
0.000771
42527.6
0.03054
15.35699 6 1.6515 995.1 0.000773 46788.0 0.02967 14.11610 7 1.9803 995.1 0.000774 55989.6 0.02841 12.70268 8 2.3603 995.1 0.000774 66732.9 0.02651 11.66286 9 2.7330 995.1 0.000774 77269.7 0.02557 11.10278 10
3.2883
995.2
0.000778
92593.1
0.02498
10.52757 11 3.8364 995.3 0.000781 107587.3 0.02400 10.11264 12 3.9387 995.3 0.000782 110232.9 0.02342 10.10460
表格
No
粗糙管段流动阻力参数计算结果
-1 3 u/m·s ρ/kg ·m
μ/Pa ·s
Re
λ
δ 1
0.7779 995.6 0.000794 20483.1 0.10038 0.33063
0.9945 995.6 0.000796 26130.6 0.09555 0.51107 3 1.1549 995.6 0.000797 30282.7 0.09520 0.66783 4 1.3634 995.7 0.000799 35676.9 0.09282 0.77871 5 1.6441 995.7 0.000801 42934.0 0.09098 0.87851 6 1.9007 995.7 0.000802 49530.1 0.08955 0.92170 7 2.2215 995.8 0.000804 57766.5 0.08884 0.97242 8 2.5664 995.8 0.000809 66310.9 0.08453 1.15510 9 3.0636 995.9 0.000813 78825.6 0.08928 0.98338 10 3.5689 995.9 0.000815 91632.9 0.08255 1.21348 11 4.0661 996.0 0.000823 103289.4 0.06333 1.03868
Figure 2 ．摩擦系数λ与 Re 的关系曲线（y1 为光滑管摩擦系数，y2 为粗糙管摩擦系数）
.[1] [2]
对照 Moody图，Figure 3 ． Moody 图
查得光滑管段λ 1-Re 图对应的相对粗糙度ε 1/d1=0.002;粗糙管段λ 2-Re 图对应的相对粗糙度ε 2/d2>0.05.绝对粗糙度：ε 1=0.002*21=0.42mm，ε 2>0.05*22=1.10mm;查表 知，中等腐蚀的无缝钢管绝对粗糙度：ε ~0.4mm；普通镀锌钢管绝对粗糙度：ε：
0.1~0.15mm
.Figure 4 ．局部阻力系数ζ与 Re 的关系曲线（y1 为光滑管局部阻力系数，y2 为粗糙管局部阻力系数）
截止阀局部阻力系数 : ζ1=10.70 闸阀局部阻力系数：ζ
2=1.04（两者均取ζ-Re 曲线上平直部分对应的局部阻力系数）
查文献，知截止阀在全开时ζ =6.4，闸阀在全开时ζ =0.17
六．实验结果与分析 1.实验误差分析：
1.1 由对涡轮流量计的校核知，当流速较小时，流量计的测量误差较大，可达 16.4%，因而λ-Re，ζ-Re 图上，Re 值较小时，实验数据点的误差较大。
1.2 实验读数时，由于仪表显示的读数值并不稳定，液体实际的流动不是不可压缩的稳定流动，Δ p，V，t 值随时间变化存在一定程度上的波动。
1.3 温度传感器，流量计，压差传感器的仪器测量误差不可避免。
1.4 调节流量时，流动并未完全稳定读数
1.5 计算局部阻力系数时，采用的公式：，合成不确定度相较摩擦阻力系数测定时，引入的不确定度增加了一项，误差增大。
1.6 所用的水不够洁净，含较多杂质，而实验中都做纯水处理，实际流体的μ，ρ值与计算得到 的值存在一定程度的偏差。
.2.实验结果分析 2.1.实验测得光滑管的绝对粗糙度ε 1=0.42mm, 在给出的参考围 ~0.4mm，粗糙管的绝对粗糙度>1.10mm,偏大，可能原因水管使用较久由于污垢腐蚀而造成绝对粗糙度偏大 2.2
实验测得的截止阀与闸阀在全开时，局部阻力系数较文献值均偏大，可能的原因：
a.实际因为阀件的制造水平，加工精度不同的原因，不同的阀件的局部阻力系数在一定围波动；
b.实验用阀件可能存在积垢，腐蚀的问题，导致局部阻力系数偏大。
3.思考题 3.1 在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的出口阀？为什么？ 答：是，由离心泵特性曲线知，流量为零时，轴功率最小，电动机负荷最小，不会过载烧毁线 圈。
3.2 ．如何检测管路中的空气已经被排除干净？ 答：关闭出口阀后，打开 U 形管顶部的阀门，利用空气压强使 U形管两支管水往下降，当两支管 液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。
3.3 ．以水做介质所测得的λ～ Re 关系能否适用于其它流体？如何应用？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许 d、u、ρ、μ变化。
3.4.
在不同设备上（包括不同管径），不同水温下测定的λ～ Re 数据能否关联在同一条曲线上？
答：不可以，, 设备改变，相对粗糙度也发生改变，从而λ变化。
3.5 ．如果测压口、孔边缘有毛刺或安装不垂直，对静压的测量有何影响？ 答：有毛刺，增加额外的阻力损失，安装不垂直，增加额外的压差，使测量误差增大。七．参考文献 [1].何潮洪，霄.化工原理（上册）
.[M] 科学：
2013 [2].时均.化学工程手册 上卷.[M] 化学工业：
篇3：1流体流动基本知识
在测试解释工作中, 遇到过许多例子, 它们反映了基本相似的规律, 本文选取一个典型的井例进行分析。
1 测试实例解释数据
CB326井是一口高产自喷井, 测试期间分别进行了三次开井和三次关井, 分别对三次关井压力恢复曲线进行拟合计算, 结果如下:
1.1 第一次关井解释数据
第一次开井20m i n, 第一次关井时间45min, 产出水约7.4m3。
解释结果:
CS1:0.0184
K1:21.5×10-3μm2
S1:2.155
Pi1:37.002MPa
Ri1:16.4m
1.2 第二次关井解释数据
第二次开井45min, 第二次关井时间476min, 地面产出水约4.2m3。
解释结果:
CS2:0.07
K2:33.78×10-3μm2
S2:0.22
Pi2:36.9826MPa
Ri2:110m
1.3 第三次关井解释数据
第三次开井2813min, 第三次关井时间1490min, 产出油约382.46m3, 产出天然气6500m3。
解释结果
CS3:0.0514
K3:34.3925×10-3μm2
S3:9.3002
Pi3:36.813MPa
Ri3:208m
2 对解释数据的分析
2.1 地层渗透率随地层流体流动的变化
定义K1为第一次流动和第一次关井恢复解释的地层渗透率, 以此类推定义K2、K3。K1=21.5×10-3μm2, K2=33.78×10-3μm2, K3=34.3925×10-3μm2;我们可以看到随着流动时间的延长地层渗透率逐渐变大。
一关解释的有效渗透率与二关、三关解释的有效渗透率存在较大差异, 而二关、三关解释的有效渗透率接近。
原因分析:在钻井、试油过程中, 近井地带多少会受到钻井液等的伤害, 造成渗透率下降。而测试的其中一项功能就是较大的生产压差, 对地层进行排液, 解除近井损害。因此渗透率的变化, 往往发生在流动初期, 解除近井地带的污染后, 渗透率恢复到地层原状, 在之后的放喷中保持稳定。
本井一开流动20m i n, 流体喷至地面, 出水7.4m3。由于流动时间短, 排出液体少, 污染还没有完全解除, 渗透率为21.5×10-3μm2。经过二开后又流动45m i n, 地面出水4.2m3, 这时解释的渗透率33.78×10-3μm2接近真实值。
2.2 地层表皮系数随流体流动的变化
第一次关井解释的表皮系数S1:2.155, 第二次关井解释的表皮系数S2:0.22, 第三次关井解释的表皮系数S3:9.3002。变化规律是先变小, 后变大。
原因分析:原因与渗透率逐渐变化类似, 也是由于钻井液污染了地层, 产生了较大表皮系数, 随着流动的进行, 近井污染得到了解除, 表皮逐渐减小。因此一开末S1:2.155逐渐降到S2:0.22。
随着地层流体流动, 表皮系数S3:9.3002反而增大了很多。三次流动以后, 地层总共流动时间20+45+2813=2878m i n, 累计排出液体390.06m3, 日产天然气3200m3/d。地层油气产量较高, 累计产量也较大, 近井污染基本解除。之所以表皮变得更高, 是因为气体湍流的影响。气体产量达到较高值以后, 影响规律是:Sa=S+DQ。Sa是视表皮, S是真表皮, D是非达西流影响系数, Q是产量。由此可以看出, 产量越大, 影响越大。而我们计算得到的S3:9.3002远远大于S1:2.155和S2:0.22。
2.3 拟合压力变化分析
三次关井的拟合压力分别是Pi1:37.002MPa、Pi2:36.9826Mpa、Pi3:36.813Mpa;Pi1和Pi3差值最大, 只有0.189MPa, 在误差范围内。三次关井拟合计算压力基本一致。
2.4 探测半径变化分析
一开20min, 出液约7.4m3, 探测半径Ri1:16.4m;
二开45min, 出液4.2m3, 探测半径R i2:110m;
三开2813min, 出液382.46m3, 累计出气约6500m3, 探测半径Ri3:208m。
由实例我们可以看出, 排出量和开井时间越长, 探测半径越大, 但不是线性关系。
对照理论公式Ri与渗透率和流动时间的平方根成正比。这也验证了二开、三开后关井解释的探测半径Ri2、Ri3相差接近一半的实测结论。
3 地层参数变化分析, 对测试工作的意义
由渗透率和表皮系数的变化规律可以得出:用压力恢复曲线计算参数时, 开井时间都不要太短, 测试压差也不要太小, 目的是为了让地层流体充分流动, 以解除近井地带污染, 让渗透率、表皮系数恢复原貌, 同时充分的开井流动也可以使得探测距离增大, 获得更多的地层信息。当然, 对于低压层, 为防止一次开井压力“流平”, 可以用多次开关井 (比如三开二关) 、或者关井前用抽汲、液氮助排等方式来弥补这个弱点。
对于预测低产低渗的地层, 在套管安全、储层安全的情况下, 增大测试压差, 延长开关井时间、次数, 这样才能取得较真实的地层参数。否则, 取不到参数或者只是地层流动初期不够真实的参数。
对于常见的D S T测试, 由于各种条件限制, 测试往往采取一种“短、平、快”的方式, 时间短、速度快、效率高。这时, 应用上文分析的变化规律, 根据具体情况, 应考虑:渗透率可能被低估、表皮可能被高估、探测距离较短、储层区块规模和边底水未被发现, 这些随着排液的继续, 会影响地层产量。
对于气井的表皮系数S a, 对它的影响因素比较复杂, 由于湍流的影响, 气产量越大, S a值越大, 他可以比真实表皮大许多倍。因此, 对于气井的表皮系数, 我们要考虑解释数据高估了数倍。只有通过分解视表皮, 才能得到地层真实表皮系数。
对于探测距离的确定, 要将探测距离扩大到原来的2倍, 开井时间就要延长原来时间的平方。这是实际井例和理论公式共同得出的结论。
摘要：地层测试过程中, 同一测试层, 反应地层特性的参数会随开井时间和地层流体的流动而变化。深入细致地研究地层流体流动与地层各参数之间的变化规律, 制定出更切合实际的测试设计, 并且在测试解释中加以运用, 以取得地层更真实的信息。
篇4：1流体流动基本知识
关键词：涡流发生器；流动控制；应用研究
中图分类号： V233.7 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-178-2
1 概述
社会不断进步和发展使得更多的机械化设备在人们的日常生活中被运用，机械设备的类型很多，其中一种就是流体机械。流体机械不同于其他机械特点的主要是流动力，这个流动力如果掌握得不好就会发生危险，也就是叶轮和扩压器内流动分离发生失速。因此，人们逐渐关注对流体机械内流动原理的研究和分析，流体机械流动分离控制技术主要依靠的是涡流发生器，通过分析涡流发生器的控制机理，改善目前流体机械应用的发展前景。
2 涡流发生器在流体机械流动控制的研究分析
涡流发生器的参数主要包括：安装位置、射流管、管径和流动方向形成的倾斜角、主流速度和射流速度之间的比值，如果布置的点较多时，涡流发生器的个数和间隔都是需要被考虑进去的。
简单来说，要想流动的控制效果能够达到一个最佳值，每个参数都应该有一个最佳的范围，如果参数超出了该范围，控制效果会大大削弱。以前向倾斜角为例，如果倾斜的角度超出了范围，射流产生的涡旋会快速穿过边界层，无法产生固定的控制效果，所以目前研究人员的工作重心应该是选择合理的参数，达到最佳的流动控制效果。主流和喷孔中发出的射流在互相作用的情况下产生了离散的纵向涡，这种涡结构有着高动量，注进分离区时会对周围的流体产生诱导作用，边界层的外高能流体进入边界层内部，然后和其内部的低能流体交换能量。与此同时，射流产生的诱导涡会造成边界层内流体的能量分布发生改变。过程中，流动向下游发展，涡开始缓慢耗散，涡量不断变小，有效的范围逐步扩大，这样一定程度抑制或者延缓了流动分离情况的出现。
早在1952年沃利斯就已经提出了涡生成技术，它是被动地控制法引进的，提出的主要目的是推迟湍流边界层激波的分离。沃利斯还指明如果流动方向和壁面实现了倾斜角的喷射管被合理利用之后，会产生离散型的纵向涡，可以有效控制边界层的分离和流动失速的情况。最近几遍，计算机、控制和测试技术都在不断地完善，发展势头非常迅猛，在实验和数值模拟这块，涡流发生器在流动的控制机理和应用的潜力也有着明显的增强的趋势。
为了证明理论的正确性，在1990年约翰斯顿和尼西做了低速气流的实验，较为明显地展现出在抑制或者是消除流动分离中涡流发生器的重要作用。由于涡流发生器可以产生比较强的纵向涡，所以可以有效减弱甚至消除在紊流区域的流动分流的情况。
如果射流和主流速度的比值大于0.08及以上时，抑制分离的效果会更加的明显。
如果侧向的倾斜角是平角，涡流发生器对流动不会产生影响。
展翼的布置中喷射管会对流动控制产生积极重要的影响作用。
3 问题分析
在实验和数据分析作用下，我们明确地了解到涡流发生器在抑制流动分离这块的积极意义和广阔前景，但是和固体的涡流发生器对比之后发现，射流发生器的研究深度不够。研究者是通过数据和试验等手段对于流动分离失速控制的应用上有了较大的成果，而在流动控制方面的研究，脉冲射流和合成射流也有了较多收获，但是我们要正确地认识到在涡流的产生和耗散机理上的研究虽然有较大进展，但是还是存在着一些问题，这些问题在实际的应用中主要表现为以下几个方面：
流动分离控制方面涡流发生器潜力的大小，尤其是流动的主动控制的实现问题，热传导和薄膜冷却技术如何应用纵向涡。
失速控制上，如何选择最佳的涡流生成喷射管结构；流动控制中，脉冲射流的涡流生成器的频率和振幅的重要影响。
涡流发生器是一种流动性质的控制策略，减少、抑制流动分离时有着良好的效果，为了保证涡流发生器的流动控制实现有效性，要对流场的内部结构有一个较为细致的了解，并且在设计上能够更好地帮助和指导相关工作的开展。
如果前向倾斜角小于四十五度时，侧向倾斜角在锐角和之间中间的喷管口能够产生较强的涡，但是部分情况下，侧向的倾斜角为六十度时，可以产生更大的旋涡。分离边界层的纵向深度要有所保证，当倾斜角在三十度以下时，涡生成器的效率最高，最弱的情况是在侧向角小于四十五度，前向倾斜角为直角，流动分离控制所起的作用力是最小的。
实际的工作中，较大多数情况下，喷管孔的直径会远远小于边界层的厚度，区域薄，所以直径尺寸小，但是管子的孔径尺寸的选择并不固定，喷孔最小的情况下可能为最佳的状态。
4 涡流发生器在离心压缩机流动控制中的应用
流动机械的运行主要依靠的是叶轮和扩压器的流动分离作用，当他们分离的速度失去控制时就会对压缩机的运行构成危险。因此，人们对流体机械内部的流动控制机理的研究产生了兴趣，在流动机械的控制作用上主要起作用的就是涡流发生器。涡流发生器的主要作用是在叶轮和扩压器将要发生分离之时从边界层内吹入高动量的流体，这样可以有效地抑制住分离时的速度，从而提高压缩机的工作性能。
早在20世纪的70年代到90年代之间，美国人就对流动机械的控制机理进行了理论方面的研究，研究的方法主要是通过试验和数值研究来进行的，当时所能够进行研究的就是以肋片作为对象，试验流动机械流动控制的机理。在当今社会，人们对流动机械流动控制机理研究主要是通过涡流发生器来实现的。通过试验涡流发生器对压缩机性能的控制作用，分析流动控制速度，扩大研究范围。欧洲国家在此研究上，更倾向于实用性，试图找到更加方便和实用的控制方法。但就目前而言，在流动机械的流动控制上还处于不成熟的阶段，存在的问题主要是对湍流这样复杂的想象还没有很好地了解，对于湍流的控制还没有相对应的技术支持。
涡流发生器对流体机械流动的控制进行试验分析。早在20世纪90年代，人们就应用涡流发生器对扩压器内部进行了流动控制实验，对流动控制主要操作了两种方案，其一是稳态固体喷射管，其二是主动反馈流动控制。都进行了详细的试验分析。通过试验分析得出的结论是主动反馈流动控制可以降低扩压器内部的瞬间失速的状态，改变不稳定性，而稳态固体喷射管罐对扩压器的压力恢复具有很好的效果。如果将两种方法联合起来运用将会使得扩压器的性能得到提高。
在2003年，我国研究者也对流动机械流动控制进行了应用的研究，研究的成果合成射流在流动机械上面的运用很好地控制了流动的流速，并且对流体机械性能的提高也具有很大的影响。对流体机械湍流的研究分析，通过振荡射流改善翼型升力机理，这样方法的应用对分离区内和主流区内的能量交换具有积极作用，但是对压力面不存在影响。
分析了多种涡流发生器在流体机械控制上面的应用情况，国外的一些发达国家在这方面的造诣比较深，我国相对而言还处于一个发展的阶段，很多的技术还存在着问题。流动控制的研究情况比较复杂，需要长期不懈地努力和科学技术的发展。目前我国在流动控制研究中，对抑制叶轮机械内流动分离和扩大稳定等方面还没实际展开，仍存在着一些问题需要去探索。
5 结束语
通过上述的研究分析我们了解到，涡流发生器在流动机械的应用中所起到的重要作用。了解涡流发生器工作的原理，分析目前涡流发生器应用中所存在的问题，以便于明确涡流发生器应用的研究方向。在对涡流发生器的研究中主要是通过实验和数值模拟的方法进行的，可以充分地掌握涡流发生器的工作状态。涡流发生器的研究数据还是比较少，继续研究探索涡流发生器的机理，为流动机械能够更加安全稳定的发展提供条件。
参 考 文 献
[1] 许都纯，徐红洲，刘松龄.单孔射流与主流相互作用时的流动和传热的实验研究[J].西北工业大学学报，2013，15（2）：165-172.
[2] 钟易成，陈晓.涡与涡及涡与附面层之间相互作用的试验研究[J].航空动力学报，2013，14（1）：27-30.
篇5：1流体流动基本知识
液相色谱流动系统的流体动力学研究
以流体机械能守恒定律为依据,建立了流动相在液相色谱系统中的流体动力学模型P=k1+k2 qu,并以典型的液相色谱系统证明了其正确性,即流动相的体积流量和其在色谱流动系统中产生的`压强降为线性关系,而流动相的粘度对压强的影响表现在系数k2上的不同,粘度增加,k2值增大.此研究为高效液相色谱分析中色谱柱、流动相及其体积流量的优化选择及辅助系统的设置提供了理论依据和指导.
作 者：庞秀言 孙汉文 申世刚 作者单位：河北大学,化学与环境科学学院,河北省分析科学与技术重点实验室,河北,保定,071002刊 名：河北大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF HEBEI UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：24(5)分类号：O643.1关键词：高效液相色谱 机械能守恒定律 流体动力学模型 体积流量 粘度
篇6：1流体流动基本知识
偏心圆环管中非牛顿流体流动的数值计算
通过坐标变换,在偏心圆环域中生成正交结构化网格,用有限差分法以及二阶精度的离散格式,研究计算非牛顿流体在充分发展层流情况下的流动特性,并将其计算结果同牛顿流体和实验结果相比较.在不同偏心率(0≤ε*≤0.6),不同半径率(0.2≤r*≤0.8),和不同流体指数(0.2≤n≤1)范围内寻找流动滞止规律,以此为石油化工工业生产过程提供有参考性的`结果.
作 者：许彬 张敏 王秀春 房萍萍 XU Bin ZHANG Min WANG Xiu-chun FANG Ping-ping 作者单位：许彬,张敏,房萍萍,XU Bin,ZHANG Min,FANG Ping-ping(南京理工大学,动力工程学院,江苏,南京,210094)王秀春,WANG Xiu-chun(河北工业大学,能源与环境工程学院,天津,300132)
刊 名：河北工业大学学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF HEBEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 年，卷(期)：2007 36(5) 分类号：O373 关键词：偏心圆环管 充分发展层流 非牛顿流体 结构化网格 坐标变换