流体力学泵与风机——流体及其物理性质
流体力学中的流体泵与风机
流体力学中的流体泵与风机流体力学是研究流体运动及其相互作用的一门学科，广泛应用于各个工程领域。
在流体力学中，流体泵和风机是两个常见的设备，它们在工程实践中起到了至关重要的作用。
本文将围绕流体泵和风机展开讨论，从其原理、应用和发展趋势等方面进行探究。
一、流体泵1. 原理流体泵是一种能够将低压流体转变为高压流体的机械设备。
其工作原理与总量守恒和动量守恒定律密切相关。
泵将低压液体吸入，并通过施加机械力增加其动能，最终将其排出并产生高压。
常见的流体泵包括离心泵、容积泵和轴流泵等。
2. 应用流体泵在工程实践中具有广泛的应用。
它们被广泛应用于供水、石油、化工、冶金等领域，包括给排水系统、原油输送、化工生产和热能供应等。
流体泵的应用可以提高流体输送效率，满足各种工程需求。
3. 发展趋势随着科技的不断发展，流体泵也在不断演进。
目前，人们对流体泵的发展趋势主要包括以下几个方面：（1）提高效率：通过优化设计和使用新材料，提高流体泵的效率，减少能源消耗。
（2）提高可靠性：研发更耐磨、抗腐蚀的材料，提高流体泵的寿命和可靠性。
（3）智能化控制：引入先进的控制技术和传感器，实现流体泵的自动化、智能化运行，提高工作效率和安全性。
二、风机1. 原理风机是将电能、燃料能等形式能源转换为气体动能的装置。
其工作原理基于空气动力学和能量转换原理。
通过转子的旋转，风机能够将气体的动能和压力能转化为机械能，从而实现气体的输送。
2. 应用风机在工程实践中应用广泛，包括通风、空调、工业烟气处理等领域。
例如，风机可以用于排除室内空气中的污染物，保持空气新鲜；还可以用于工业烟气处理中的除尘、脱硫等工艺。
3. 发展趋势现代风机的发展也面临着一些挑战和需求：（1）高效节能：发展低能耗、高效率的风机技术，减少能源消耗。
（2）减少噪音污染：通过优化设计和采用低噪音材料，减少风机运行时的噪音污染。
（3）智能化控制：应用智能控制技术，实现风机的自动调节和远程监控，提高运行效率和管理水平。
流体力学泵与风机期末复习重点总结
流体力学泵与风机期末复习重点总结流体力学泵与风机期末复习重点总结一、引言流体力学泵与风机是在流体力学领域中非常常见的装置，广泛应用于工程领域，如水泵、空调风机、离心风机等。
熟练掌握流体力学泵与风机的基本原理和性能特点，对于工程师和研究人员来说是非常重要的。
本文将对流体力学泵与风机的期末复习重点进行总结，帮助读者快速回顾和掌握相关知识。
二、流体力学泵的基本原理流体力学泵是一种能够将流体从低压区域输送到高压区域的装置。
其基本原理是利用泵的叶轮运动与流体之间的相互作用来实现流体的输送。
在泵的叶轮中，流体由低压区域进入，受到叶片的作用而增加了动能，然后被推向高压区域。
流体在泵内的流动过程中，需克服摩擦阻力和叶轮的转动阻力，从而提供功率。
三、泵的性能特点及分类1. 泵的扬程和流量特性：泵的扬程和流量是泵性能的两个重要指标。
扬程表示泵能够提供的压力能力，流量表示泵单位时间内输送流体的量。
泵的性能曲线反映了扬程和流量之间的关系，帮助人们了解泵在不同工况下的表现。
2. 泵的效率：泵的效率是指泵转换输入功率和输出功率之间的比值。
有效高效的泵可以提供更大的流量，同时减少能源的消耗。
泵的效率与流量、扬程等参数有关。
3. 泵的分类：根据其结构和工作原理不同，泵可以分为离心泵、容积泵、轴流泵等多种类型。
离心泵是最常见的类型，通过旋转叶轮产生离心力将流体推向出口。
容积泵利用容积的变化来实现流体输送。
轴流泵则是通过推力来推动流体。
四、风机的基本原理及特点风机是一种将气体（如空气）转化为动能的装置，常用于通风、循环等工程领域。
风机与泵类似，但在工作原理和性能特点上有所不同。
1. 风机的工作原理：风机通过旋转叶轮产生了气流的动能，然后将其传递给周围的空气，使空气流动起来。
在风机内部，气流具有一定的压力差，使得气体在风机内不断循环流动。
2. 风机的性能特点：与泵相比，风机的压力增加较小，但流量较大。
风机性能的评估指标主要包括气流量和压力增加。
流体力学泵与风机课件
详细描述
流量是泵在单位时间内输送的流体体积或质量，是衡量 泵输送能力的重要参数。扬程是泵所输送流体的出口压 力与入口压力之差，反映了泵对流体所做的功。功率是 泵在单位时间内所做的功或消耗的能量，反映了泵的工 作效率。效率是泵的实际输出功率与输入功率之比，反 映了泵的工作效率。转速是泵轴的旋转速度，反映了泵 的工作速度。这些性能参数是选择和使用泵的重要依据 。
详细描述
风机的工作原理主要是通过叶轮旋转产生的离心力或升力，使气体获得能量，如 压力和速度等。当叶轮旋转时，气体被吸入并随叶轮一起旋转，在离心力的作用 下，气体被甩向叶轮的外部，并获得能量，然后通过导流器将气体排出。
风机的性能参数
总结词
风机的性能参数
详细描述
风机的性能参数主要包括流量、压力、功率和效率等。流量表示单位时间内通过风机的气体体积或质 量，压力表示气体通过风机时所受到的压力，功率表示风机所消耗的功率，效率表示风机输出功率与 输入功率之比。这些性能参数是衡量风机性能的重要指标。
具有流动性、连续性和不 可压缩性，对流体的作用 力可以分解为法向应力和 切向应力。
流体静力学
静压力
静压力计算
流体在平衡状态下作用在单位面积上 的力，与重力加速度和高度有关。
通过压强计或压力传感器测量流体中 的静压力。
静压力特性
静压力沿重力方向递增，垂直方向上 静压力相等。
流体动力学
流量与速
流量是单位时间内流过某 一截面的流体体积，流速 是单位时间内流过某一截 面的距离。
05
CATALOGUE
泵与风机的应用场景
泵的应用场景
工业用水处理
泵在工业用水处理中用 于输送水、悬浮物和化
学药剂等。
农业灌溉
流体力学泵与风机[总结]
![流体力学泵与风机[总结]](https://img.taocdn.com/s3/m/f88c2b0afd4ffe4733687e21af45b307e871f9ac.png)
流体力学泵与风机方程式（Z+p/γ）=C 从物理学：Z项是单位重量液体质点相对于基准面的位置势能，p/γ项是单位重量液体质点的压力势能，Z+p/γ项是单位重量液体的总势能，（Z+p/γ）=C表明在静止液体中，各液体质点单位重量的总势能均相等。
从水力学：Z为该点的位置相对于基准面的高度，称位置水头，p/γ是该点在压强作用下沿测压管所能上升的高度，称压强水头，Z+p/γ称测压管水头，它表示测压管液面相对于基准面的高度，（Z+p/γ）=C表示同一容器的静止液体中，所有各点的测压管液头均相等。
——————————————等压面：①在连通的同种静止液体中，水平面必然是等压面②静止液体的自由液面是水平面，该自由液面上各点压强均为大气压钱，所以自由液面是等压面③两种不同液体的分界面是水平面，故该面也是等压面——————————————绝对压强=相对压强+真空压强——————————————压强的量度单位：①用单位面积上所受的压力来表示，单位N/m2，或Pa②用液柱的高度来表示，mH2O、mmHg、mmH2O，h=p/γ③用大气压的倍数来表示，单位为工程大气压和标准大气压，1atm=101.325kPa。
——————————————流线：同一时刻流场中一系列流体质点的流动方向线，即在流场中画出的一条曲线，在某一瞬时，该曲线上的任意一点的流速矢量总是在该点与曲线相切。
迹线：某一流体质点在连续时间内的运动轨迹。
——————————————能量方程式的意义（物理意义）：z表示单位重量流体的位置势能，简称位能，简称位能，p/γ表示单位重量流体的压力势能，简称压能，av2/2g表示单位重量流体的平均势能，简称动能，hw表示克服阻力所引起的单位能量损失，简称能量损失，z+p/γ表示单位势能，z+p/γ+av2/2g表示单位总机械能。
（几何意义）方程式中各项的单位都是米，具有长度量纲[L]表示某种高度，可以用几何线段来表示，流体力学上称为水头，z称为位置水头，p/γ称为压强水头，av2/2g 称为流速水头，hw称为水头损失，z+p/γ称为测压管水头（Hp），z+p/γ+av2/2g称为总水头（H）——————————————沿程水头损失：在管路中单位水流的沿程能量损失。
《泵与风机》课件——第二章 流体静力学
知识点1
流体静压力及其特性
目录
特性
静压力在电力 生产中的应用
1
3
2
4
概念
流体压强的
表示方法
1 概念
dp P Ⅰ dA K A
Ⅱ
• 在流体内部或流体与固体壁面所 存在的单位面积上的法向作用力称 为流体的压强。
1 概念
• 当流体处于静止状态时，流 体的压强称为流体静压强，用符 号P表示，单位为Pa。
2 特性 方向性：流体静压强的方向与作用面相垂直，并指向作 用面的内法线方向。
原因:1)静止流体不能承受剪力，即τ=0，故p垂直受压面； 2)因流体几乎不能承受拉力，故p指向受压面。
3 流体压强的表示方法
绝对压力
相对压力
当流体的静压力是以 VS
绝对真空为零点算起时。
P = Pa + γh
以大气压力Pa为零点算 起的压力叫做相对压力。
(2)在静止液体中，任意一点的静压强由两部分组成：一部分是 自由液面上的压强p0；另一部分是该点到自由液面的单位面积上的 液柱重量ρgh。
(3)在静止液体中，位于同一深度(h＝常数)的各点的静压强相 等，即任一水平面都是等压面。
2 第二表达式
z1
p1
g
z2
p2
g
z p c
g
P0
P2 P1
Z1
Z2
2 第二表达式
薄膜盒入水越深，高度差h越大。 而保持薄膜盒入水深度不变，旋转薄 膜方向，发现高度差h不变。
2 特性
大小性：流体静压强与 作用面在空间的方位无关， 仅是该点坐标的函数。
即：任意一点的静压强 大小在各方向上都相等。
2 特性
流体力学泵与风机
流体力学泵与风机引言流体力学泵与风机是现代工程中常见的设备，它们都是用于传递流体能量的机械装置。
流体力学泵用于将流体从一个位置输送到另一个位置，而风机则可以产生气流或风力。
本文将对流体力学泵和风机进行介绍，并对它们的工作原理和应用进行分析。
流体力学泵工作原理流体力学泵利用叶轮的旋转来增加流体的压力和能量，并将流体从低压区域输送到高压区域。
其工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1.流体进入泵的吸入口并经过进口管道。
2.进入泵体后，流体会接触到旋转的叶轮。
3.叶轮的旋转会使流体产生离心力，从而增加流体的压力和能量。
4.增压后的流体会经过出口管道被输送到目标位置。
应用领域流体力学泵广泛应用于各个工程领域，包括工业生产、供水系统、空调系统等。
以下是一些常见的应用领域：1.工业生产：流体力学泵在石油、化工、制药等行业中被大量使用，用于输送原料、提供冷却或加热等功能。
2.供水系统：流体力学泵在市政供水系统中发挥关键作用，将水从水源输送到居民家中。
3.空调系统：空调系统中的循环泵利用流体力学泵的原理，将冷却剂从蒸发器输送到冷凝器，实现空调制冷效果。
风机工作原理风机是一种将电能或机械能转换为气流或风力的设备。
它的工作原理与流体力学泵类似，但有些细微差别。
以下是风机的基本工作方式：1.风机通过电机或其他动力装置产生旋转的叶轮。
2.进入风机的气体或气流会被叶轮的旋转加速。
3.叶轮的旋转会使气体产生动能，形成气流或风力。
4.产生的气流或风力可以用于各种应用，例如通风、排气、空气循环等。
应用领域风机在多个领域中被广泛应用，以下是一些常见的应用领域：1.通风系统：风机用于建筑物、地下车库、厂房等场所的通风，保证室内空气的新鲜和循环。
2.工业排气：工业生产中产生的废气需要通过风机排出，以维护良好的工作环境。
3.热交换器：一些设备上的热交换器需要通过风机来强制空气对流，实现热量的交换。
4.供暖系统：某些供暖系统中使用风机将温暖的空气输送到各个房间，实现室内的加热效果。
工程流体力学及泵与风机
工程流体力学及泵与风机引言工程流体力学是研究涉及液体和气体在运动中的力学和热力学性质的学科。
它是工程领域中一个重要的分支，涉及到许多关键性的应用，如流体流动、流体阻力、泵与风机的设计与应用等等。
本文将对工程流体力学以及泵与风机进行介绍和探讨。
工程流体力学工程流体力学是研究液体和气体运动的力学学科，是研究流体力学在各种工程问题中的应用的科学。
它涉及到流体的流动、流体的阻力、流体的压力和速度分布等等。
在工程流体力学中，一些重要的概念和定律如下：流体静力学流体静力学是研究静止流体的力学性质，即在静止状态下的流体行为。
在流体静力学中，布劳伊定律是一个重要的定律，它描述了流体内部各处的静压力相等。
流体动力学流体动力学是研究流体在运动中的力学性质。
流体动力学可以进一步分为两个方面：流体运动的基本方程和流体力学的应用。
流体运动的基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
这些方程描述了流体在运动中质量、动量和能量的变化规律。
流体力学的应用涉及到各种工程问题，如流体的管道输送、飞机的气动力学、河流的水力学等等。
泵与风机泵和风机是工程领域中常见的设备，用于输送流体或气体。
它们在工业生产和生活中起着重要的作用。
泵泵是一种将液体或气体从低压区域输送至高压区域的设备。
泵的工作原理基于压力差的产生，通过旋转或往复运动的机械装置产生液体或气体的流动。
泵一般分为离心泵和容积泵两种类型。
离心泵通过离心力将液体或气体从中心向外推送，而容积泵则通过容积变化来输送介质。
泵的选择与应用需要考虑许多因素，如流量、扬程、压力损失、效率等等。
风机风机是一种将气体从一个区域输送到另一个区域的设备。
它由旋转的叶片和驱动装置组成，通过转动叶片产生气流。
风机一般分为轴流风机和离心风机两种类型。
轴流风机的气流方向与机轴平行，而离心风机的气流方向与机轴垂直。
风机的选择与应用也需要考虑类似于泵的因素，如风量、静压、效率等等。
结论工程流体力学及泵与风机是工程领域中的重要概念和设备。
流体力学泵与风机PPT课件
外齿轮 内齿轮 双螺杆 三螺杆
真空泵
滑片泵等
其他类型泵
喷射泵
水锤泵等
4
※ 泵与风机的主要部件※
（一）离心泵与风机的主要部件
离心泵的主要部件有：叶轮、吸入室、压出室、 密封装置等。
叶轮一般由前盖板、叶片、后盖板和轮毂组成。
叶轮的分类
封闭式一般用于输送清水效率高 半开式一般用于输送杂质的流体 开式因效率低很少采用
（3）功率。功率主要有两种。 有效功率：是指在单位时间内通过泵与风机的全部流 体获得的总能量。这部分功率完全传递给通过泵与风 机的流体，以符号Ne表示，它等于流量和扬程（全压） 的乘积，常用的单位是kW，可按下式计算：
9
泵与风机的基本性能参数
Ne=γQ H = QP
（式10.1）
式中 γ—通过泵与风机的流体容重（kN/m3）。
29
离心式泵与风机的基本理论
随着泄漏的出现导致出口流量降低，又消耗一定的功 率。泄漏量q可（m3/s）按以下公式进行计算
图10.5 机内流体泄漏回流示意图
30
离心式泵与风机的基本理论
31
离心式泵与风机的基本理论
32
离心式泵与风机的基本理论
33
泵与风机的性能曲线
离心式泵与风机的性能曲线
34
泵与风机的性能曲线
11
泵与风机的基本性能参数
汽蚀余量是指水泵吸入口处单位重量液体必须具有的 超过饱和蒸汽压力的富余能量，也称为必须的净正吸 入水头。汽蚀余量一般用来反映泵的吸水性能，其单 位仍为mH2O。 Hs值与Hsv值是从不同角度反映水泵 吸水性能的参数，通常，Hs值越大，水泵吸水性能越 好；Hsv越小，水泵吸水性能越好。Hs及Hsv是确定 水泵安装高度的参数。 为了方便用户使用，每台泵或风机出厂前在机壳上都 嵌有一块铭牌，铭牌上简明地列出了该泵或风机生产 年月日及在设计转速下运转时，效率最高时的流量、 扬程(或全压)、转速、电机功率及允许吸上真空高度 值。
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➢ 流体的定义及特征 ➢ 流体的基本物理性质
流体的密度和重度 流体的压缩性和膨胀性 流体的黏性
➢ 流体的表面性质 ➢ 作用在流体上的力
流体的定义及特征
➢ 1、定义： ➢ 通常说能流动的物质为流体，液体和气体易流动，我
们把液体和气体称之为流体。 ➢ 力学的语言：在任何微小剪切力的持续作用下能够连
第一章
流体的密度和重度
密度ρ：流体单位体积内所具有的质量。
m V
kg
m3
式中 ρ——流体的密度，kg／m³；m——流体的质量，kg； V——流体的体积，m³。
流体的相对密度：流体的相对密度是指某种流体的密度 与4℃时水的密度的比值，用符号d来表示。
d f / w
式中：f —流体的密度，kg／m³；w —4℃时水的密度，kg／m³；
重度γ：流体单位体积的重量称为重度。
关系： γ= ρg （g=9.807m/s²)
G V
N m3
第一章
压缩性和膨胀性
流体的黏性
表面性质 流体上的力
流体的压缩体积缩小的性质称为压缩性。 ➢ 流体温度升高时，流体体积增大的性质称为膨胀性。
流体压缩性的大小用压缩率κ来表示。它表示当温度保持不变时，单位 压力增量引起流体体积的相对缩小量 ，单位为 1 / Pa 。
➢ 毛细现象
压缩性和膨胀性
流体的黏性 表面性质 流体上的力
第一章
毛细现象
➢ 润湿管壁的液体在细 管中升高，而不润湿 管壁的液体在细管中 下降的现象称作毛细 现象。
➢ 能够发生毛细现象的 管子称作毛细管。
➢ 毛细现象是由表面张 力和接触角决定的。
P θ
A h
P0
B
C
压缩性和膨胀性 流体的黏性
表面性质 流体上的力
压缩性和膨胀性
流体的黏性
表面性质 流体上的力 第一章
续不断变形的物质，称为流体。 ➢ 2、特性 ➢ 具有流动性和不能保持一定形状的特性 ➢ 液体：很不易被压缩；气体：具有很大的压缩性。 ➢ 3、流体连续介质假设 ➢ 在流体力学中，取流体微团来作为研究流体的基元。
所谓流体微团是一块体积为无穷小的微量流体，由于 流体微团的尺寸极其微小，故可作为流体质点看待。 这样，流体可看成是由无限多连续分布的流体微团组 成的连续介质。
第一章
作用在液体上的力
➢ 表面力
表面力是指作用在流体中所取某部分流体体积表面上的 力，也就是该部分体积周围的流体或固体通过接触面作 用在其上的力。
➢ 质量力
质量力是指作用在流体某体积内所有流体质点上并与这 一体积的流体质量成正比的力，又称体积力。在均匀流 体中，质量力与受作用流体的体积成正比。是一种非接 触力。
流体运动时，在流层之间产生内摩擦的特性。
➢ 内摩擦定律
相邻两层流体间的内摩擦力Τ的大小与两流层的接触面积 A和速度差dv成正比，与两层流体间的距离dy成反比，并 与流体种类及温度有关。 A dv N
dy
μ表征流体种类及温度影响的一个比例常数。（动力黏度）
运动黏度
➢ 温度对黏度的影响： 温度升高，液体黏度下降，气体黏度升高。
1 dV
dp V
在工程实际中常常忽略液体压力变化时体积的改变，把液 体的密度视为常数，这种液体称为不可压缩流体。
流体膨胀性的大小用体胀系数来表示，它表示当压力不变时，升高一个 单位温度所引起流体体积的相对增加量，单位为 1/℃ 。
v
1 dt
dV V
流体的黏性
表面性质 流体上的力
第一章
➢ 黏性
压缩性和膨胀性
流体的黏性
表面性质 流体上的力
第一章
液体的表面性质
➢ 表面张力
表面张力的形成主要取决于分界面液体分子间的吸引力， 也称为内聚力
定义：
当自由表面收缩时，在收缩的方向上必定有与收缩方向 相反的作用力，这种力称为表面张力。在不相混合的液 体间以及液体和固体间的分界面附近的分子都将受到两 种介质吸引力的作用，沿着分界面产生表面张力，通常 称为交界面张力。 表面张力σ的大小以作用在单位长度上的力表示，单位 为N／m。