流体密封的基本理论和基本知识
2024版帕斯卡原理课件
液体静压力特性
同一深度，液体向各个方向的压强相等。
液体内部的压强随深度的增加而增大。
不同液体对容器底的压强大小，取决于液体的密度和深度。
液体内部压强分布规律
在连通器里装同一种液体时，各个容器中液面保持相平。
水壶的壶嘴与壶身底部相通，可以视为连通器；锅炉水位计，水位计上端和锅炉炉身的上端都是开口的，底部是连通的，是连通器。
汽车制动系统
在飞机起落架收放、机翼襟翼调节等系统中应用帕斯卡原理，确保飞行安全。
航空航天领域
在机床、冶金、化工等行业中，利用帕斯卡原理设计液压系统，实现自动化生产线的动力传递和控制。
工业自动化
其他领域应用案例分享
05
CHAPTER
帕斯卡原理实验设计与操作
实验目的：通过实验操作，验证帕斯卡原理，探究液体静压力传递的规律。
求解方法
通过数学推导和计算，求解液体内部任意一点的压强值。求解过程中需要利用液体的物理性质和边界条件。
数学模型建立及求解方法
结果分析
根据求解结果，分析液体内部压强的分布规律和特点。可以发现，在重力作用下，液体内部压强随深度的增加而增大，且在同一水平面上，压强是相等的。
讨论
帕斯卡原理揭示了液体内部压强的传递规律，为液压传动和液压控制等领域提供了重要的理论基础。在实际应用中，需要考虑液体的黏性、温度等因素对压强传递的影响。
作用在流体上的外力等于单位时间内流体动量的变化率。
在流体流动过程中，各种形式的能量可以相互转化，但总能量保持不变。
描述流体微团在运动过程中物理量的变化率与流场空间分布之间的关系。
THANKS
感谢您的观看。
结果分析与讨论
04
CHAPTER
帕斯卡原理在生活中的应用
流体设备操作规程培训(3篇)
第1篇一、培训目的为了确保流体设备的安全、稳定运行，提高操作人员的安全意识和操作技能，特进行本次流体设备操作规程培训。
通过培训，使操作人员掌握流体设备的操作方法、注意事项以及紧急情况的处理措施，确保生产安全。
二、培训对象本次培训对象为从事流体设备操作、维护和管理的人员。
三、培训内容1. 流体设备的基本知识（1）流体设备的种类及用途（2）流体设备的工作原理（3）流体设备的结构及组成2. 流体设备的操作规程（1）启动前的检查（2）启动操作步骤（3）运行过程中的监控（4）停机操作步骤3. 流体设备的维护与保养（1）日常维护保养（2）定期维护保养（3）故障排除及处理4. 流体设备的紧急情况处理（1）设备泄漏（2）设备故障（3）设备火灾5. 安全操作注意事项（1）穿戴个人防护用品（2）遵守操作规程（3）保持现场整洁四、培训方法1. 讲师授课：邀请有经验的工程师或技术人员进行授课，讲解流体设备的相关知识和操作规程。
2. 视频教学：播放流体设备操作规程视频，让操作人员直观了解操作过程。
3. 实操演练：组织操作人员进行实际操作演练，巩固所学知识。
4. 互动问答：针对培训内容进行提问，检验操作人员的掌握程度。
五、培训考核1. 理论考核：对操作人员掌握的流体设备基本知识、操作规程等内容进行书面考试。
2. 实操考核：对操作人员的实际操作技能进行考核。
六、培训总结1. 总结培训过程中发现的问题，提出改进措施。
2. 对操作人员提出表扬和鼓励，提高他们的工作积极性。
3. 要求操作人员认真学习，严格遵守操作规程，确保生产安全。
通过本次培训，使操作人员充分认识到流体设备操作规程的重要性，提高他们的安全意识和操作技能，为公司的安全生产奠定坚实基础。
第2篇一、培训目的为了提高员工对流体设备的操作技能和安全意识，确保生产过程的安全、稳定和高效运行，特进行流体设备操作规程培训。
二、培训对象本培训适用于所有从事流体设备操作、维护和管理的人员。
摩擦学基本知识
H
4. 润 滑
• 是减少机械零部件磨损、延长使用寿命的有效措施。 • 为了减少机器的磨损和发热,保证安全运转,延长使用寿 命和降低能源的消耗,摩擦副表面间进行润滑。主要的 润滑剂为液体润滑油。 • 据推算,全世界用于动力的能源,约有30%～40%消耗在无
损就是一种复合磨损形式。在实际工程中，应抓住主 要的磨损形式，才能采取有效措施，以减少磨损，延 长寿命。 • 3.2 磨损规律及影响因素 • 机器零件的工作过程分为三个阶段：跑合阶段、稳定 磨损阶段、急剧磨损阶段。应尽可能延长稳定磨损阶 段。
• 磨损的影响因素主要有：材料、表面硬度、滑动速度
、载荷、表面温度、表面粗糙度、表面粘附物以及润 滑等。
(a) 一般情况；(b) 表面平行时
流体摩擦（润滑）
H • ③．边界摩擦：相对运动的表面之间存在极薄分子膜。
• 特点：极薄边界膜（厚度20纳米左右）起润滑作用，有 能力防止表面微凸体之间相互接触而不破坏，起良好的 润滑作用。但强度低，易破裂。
(a) 单分子层边界润滑模型；(b) 边界润滑机理模型 边界摩擦（润滑）
料的极限使用温度；f∝1/Pg，f∝V,而碳石墨和铸铁由于自
润滑性好，其规律与塑性相反。
H
摩擦工况
润滑状态 粘度影响 （μ）
表：各种摩擦状态及其特征对比
干摩擦
无
边界摩擦
分子吸附膜
混合摩擦
部分
流体摩擦
全部
无
无
部分
起决定作用
过程特征
微凸起接触
分子层、分子机 械作用
混合
流体动静压效 应
摩擦系数大小
0.1～0.6
• ④．微动磨损：两个表面之间由于振幅很小的相对运 动而产生的磨损。
流体力学基础知识
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【N】
231269、在一直管中流动的液体，其阻力损失包括直管阻力损失与局部阻力损失。（）
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【N】
231222、必须外加能量才能实现流体的输送。（）
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【Y】
231272、雷诺数的物理意义是：液流的惯性作用和粘性作用之比。（）
A、流速改变B、流向改变C、流速或流向改变D、流体的内摩擦力
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【C】
231240、由（）作功而引起的能量损失或水头损失称为沿程损失hf。
A、直管阻力B、局部阻力C、摩擦阻力D、粘性阻力
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【A】
231250、石化行业中，管路出口的局部阻力系数一般为（）。
A、0.5 B、1 C、1.5 D、2
A、动能损失B、位置能损失C、粘性摩擦损失D、ABC三种损失
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【C】
231230、湍流（紊流）发生在液体流速较高的场合，能量损失主要是液体的（）。
A、动能损失B、位置能损失C、粘性摩擦损失D、ABC三种损失
点击出答案：
【A】
231232、局部阻力是流体经过管件、阀件、管子进口、管子出口、流量计等局部障碍而引起的（）时而产生的阻力。
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【BCD】
231256、湍流（紊流）具有（）的特点。
A、有序性B、遵循牛顿内摩擦定律
C、无序性D、不遵循牛顿内摩擦定律
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【CD】
231257、湍流（紊流）时液体质点（）。
A、相互干扰B、运动杂乱无章C、沿管路轴线运动D、横向运动
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【ABCD】
流体学小知识点总结
流体学小知识点总结
流体力学的基本概念包括流体的性质如压力、密度、黏度、表面张力、粘性、并且需要注意流体的类型如牛顿流体和非牛顿流体。
流体的运动包括流体的直线运动和曲线运动，对于流体力学的研究，需要了解如何描述流体的运动、速度分布和流线等。
此外，还需要了解流体力学的实验方法和模拟方法，包括雷诺数、科里奥利力等。
最重要的应用是通过流体的运动来实现工程的设计和改进。
在空气动力学中，翼型设计是重要的一环，研究翼型在各种条件下的流动特性，以及飞机、汽车等车辆的空气阻力可以有效地减少气动力的损失，提高能效。
在水力学中，通过研究河流、水库、水电站的水流情况，可以避免水灾、引发治理。
当然，还有其他很多应用，如气象学、地质学等等。
总之，流体力学是一门非常有用和有趣的学科，通过研究流体的性质和运动规律，可以帮助人类更好地理解自然，同时也为工程技术的发展提供了重要的理论工具。
通过对流体力学的学习，不仅可以提高自己的物理学水平，更可以为人类社会的发展贡献自己的力量。
设备润滑基础知识
精选课件
2016年11月3日
1
主要内容
一、润滑理论基础 二、润滑剂选用原则 三、设备润滑方式及标准 四、设备润滑故障分析 五、设备润滑常见误区
精选课件2Fra bibliotek1、润滑理论基础:
1.1磨擦按润滑状态分类：
干摩擦：既无润滑又无湿气的摩擦，金属间的摩擦系数达0.3~1.5，磨 损严重，发热很多，寿命相对很短。 流体摩擦(流体润滑)：两相对运动表面间被一层具有压力的流体完全隔 开的摩擦。它的摩擦阻力很小，只与流体内部的分子运动阻力（即黏 度）有关。摩擦系数约0.01~0.001或更小，摩擦损耗功率小，几乎没有 磨损，是一种非常理想的摩擦状态。 边界摩擦（边界润滑）：在摩擦表面间存在一层即具有润滑性能，又 能吸附在表面上的极薄的边界膜（一般在0.1um以下），使其处于干摩 擦和流体摩擦的边界状态。摩擦阻力的大小不取决于润滑剂的黏度， 而与表面的吸附性质和边界膜有关。摩擦系数一般为0.15~0.3，能比较 有效的降低摩擦阻力和减轻磨损。
精选课件
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1.1.1边界膜按结构形式
a、吸附膜：润滑剂中的极性分子靠分子力吸附在金属表面上，形成定向排列 的分子栅，亦称为物理吸附膜。形成膜即可以是单分子层，也可以是多分子层。 分子间的内聚力使吸附膜具有一定承载能力，能有效的防止两摩擦表面直接接 触，构成吸附膜之间的摩擦。这种边界膜的润滑性能通常称润滑油的油性，在 温度、速度和载荷不太高的情况下极易形成并起作用。 此外润滑剂中的活性分子靠离子键吸附在金属表面上，形成另一种熔点低、剪 切强度小的化学吸附膜，可防止粘着和降低摩擦力。 在重载、高温时吸附膜很容易破裂，使金属摩擦面直接接触。 b、反应膜：在润滑剂中添加硫、氯、磷等与金属表面进行化学反应生成的膜， 称为反应膜，它的熔点高、剪切强度和摩擦系数较低，主要用在重载、高滑动 速度和高温作条件下。
工程流体力学知识点总结
工程流体力学知识点总结考试题型一填空题 102分 20分二选择题102分 20分三计算题 4题共40分四论述题 2题每题10分共20分第二章流体的主要物理性质第二章流体的主要物理性质第二章流体的主要物理性质第二章流体的主要物理性质三流体的粘性 1流体的粘性液体在外力作用下流动或有流动趋势时其内部因相对运动而产生内摩擦力的性质静止液体不呈现粘性第二章流体的主要物理性质第二章流体的主要物理性质恩氏粘度与运动粘度的换算关系第二章流体的主要物理性质流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学 1不可压缩流体的静压强基本公式流体静力学该式为重力场中不可压缩流体的静压强基本方程式流体静力学流体静压强基本方程式表明流体静力学 2流体静压强基本方程式的物理意义流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学流体静力学第四章流体运动学基础流体运动学基础流体运动学基础流体运动学基础流体运动学基础流体运动学基础流体运动学基础流体运动学基础流体运动学基础流体运动学基础流体动力学基础流体动力学基础流体动力学基础流体动力学基础流体动力学基础流体动力学基础流体动力学基础流体动力学基础流体动力学基础流体动力学基础例试求射流对挡板的作用力相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析相似理论与量纲分析第七章流体在管路中的流动主要讨论液体流经圆管及各种接头时的流动情况进而分析流动时所产生的能量损失即压力损失液体在管中的流动状态直接影响液流的各种特性流体在管路中的流动流体在管路中的流动流体在管路中的流动雷诺数是惯性力对粘性力的无量纲比值 Re↑→惯性力起主导作用→紊流 Re↓→粘性力起主导作用→层流流体在管路中的流动流体在管路中的流动在半径为r处取一层厚度为dr的微小圆环面积通过此环形面积的流量为流体在管路中的流动 1紊流流动时的流速分布三个区域流体在管路中的流动流体在管路中的流动局部压力损失是液体流经阀口弯管通流截面变化等所引起的压力损失液流通过这些地方时由于液流方向和速度均发生变化形成旋涡如下图使液体的质点间相互撞击从而产生较大的能量损耗流体在管路中的流动局部压力损失计算公式流体在管路中的流动流体在管路中的流动流体在管路中的流动第八章孔口流动孔口流动孔口流动流量与小孔前后的压差的平方根以及小孔面积成正比与粘度无关沿程压力损失小通过小孔的流量对工作介质温度的变化不敏感常用作调节流量的器件孔口流动孔口流动其中的流量系数Cd在有关液压设计手册中查得当Re 2000时保持在08左右短孔加工比比薄壁小孔容易因此特别适合于作固定节流器使用孔口流动液压冲击和气穴现象定义在液压系统中由于某种原因引起液体中产生急剧交替的压力升降的阻力波动过程危害出现冲击时液体中的瞬时峰值压力往往比正常工作压力高好几倍它不仅会损坏密封装置管道和液压元件而且还会引起振动与噪声有时使某些压力控制的液压元件产生误动作造成事故原因流道的突然堵塞或截断液压冲击若将阀门突然关闭则紧靠阀门的这部分液体立刻停止运动液体的动能瞬时转变为压力能接着后面的液体依次停止运动依次将动能转变为压力能并以一定速度由阀门处回传到管头处使全管压力升高在管道内形成压力升高波管内液体受力不平衡使液体倒流管内液体压力逐段降低形成压力衰减波液压冲击适当加大管径限制管道流速一般在液压系统中把速度控制在45ms以内使prmax不超过5MPa就可以认为是安全的正确设计阀口或设置制动装置使运动部件制动时速度变化比较均匀延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间可采用换向时间可调的换向阀尽可能缩短管长以减小压力冲击波传播时间变直接冲击为间接冲击缓慢关闭阀门削减冲击波的强度在阀门前设置蓄能器以减小冲击波传播的距离应将管中流速限制在适当范围内或采用橡胶软管在系统中装置安全阀限制压力升高气穴现象定义在流动液体中由于压力降低而有气泡形成的现象气穴中的气体空气油蒸汽轻微气穴压力降低到某一值时以混入油中的微小气泡为核心其体积胀大并互相聚合而形成相当体积的气泡严重气穴当压力降低到空气分离压4×104pa 以下除混入油中的气泡胀大聚合外溶入油中的空气将突然迅速的自油中分离而产生大量的气泡气穴现象强烈气穴当压力降低到饱和蒸汽压约为2×104pa 以下除上述两种气泡外油液还将沸腾汽化产生大量气泡气穴现象第十章气体的一元定常流动气体的一元定常流动局部压力损失局部阻力系数由于阻力区域流动复杂其值一般由实验来确定具体可查手册液体密度液体平均流速六串联管路与并联管路重点 H 3 2 1 1串联管路 2并联管路Q Q A B 例 L1 500m L2 800m L3 1000m d1 300mm d2 250mm d3 200mm 设总流量Q 028m3s 求每一根管段的流量解铸铁管的粗糙度 12mm 表7-2 查莫迪图有因 qv qv1 qv2 qv3 qv1 1 qv2 qv1 qv3 qv1 17242 qv1 故小孔 ld ≤05薄壁小孔 05＜ld≤4短孔 ld＞4细长孔一薄壁小孔取截面11和22为计算截面选轴线为参考基准则 Z1 Z2并设动能修正系数α 1列伯努利方程为流经小孔的流量为当Re＞105时 Cd＝060～062 可视为常数二短孔两个阶段收缩扩散取截面11和22为计算截面选轴线为参考基准则Z1 Z2并设动能修正系数α 1列伯努利方程为式中 v1可忽略代入整理流经短孔的流量计算式三细长孔式中液体流经细长孔的流量和孔前后压差△p 成正比流量和液体粘度μ成反比因此流量受液体温度变化的影响较大液体流经细长小孔时一般都是层流状态所以可直接应用前面已导出的圆管层流流量公式一液压冲击一液压冲击的物理过程若整个过程中无能量损失则冲击波将永远持续下去水锤二减小液压冲击的措施二气穴现象例管道中水的质量流量为Qm 300kgs 若d1 300mm d2 200mm 求流量和过流断面 1-1 2-2 的平均流速 d2 d1 2 1 2 1 解补充例题4-1掌握第三节伯努利方程重点假设①不可压缩理想流体作定常流动ρ cFf 0 t 0 ②沿同一微元流束积分③质量力只有重力将欧拉运动方程分别乘以dxdydz有由流线方程得三式相加得由假设③故沿流线积分得整形伯努利常数理想流体一微元流束伯努利方程在同一微元流束上伯努利方程可写成伯努利方程的物理意义在密封管道中作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量即压力能动能和势能三种能量之间可以相互转化但其总和为一常数测压管皮托管驻点测总压测静压总压和静压之差称为动压法国皮托1773年实际流体的伯努利方程粘性摩擦力速度分布不均实际动能与平均动能产生差异动能修正系数α 1--2 损失hf 伯努利方程在工程中的应用 1皮托管测量流速沿流线B–A 列伯努利方程第八节动量定理及其应用重点研究动量变化与作用在液体上的外力的关系两种方法积分法动量方程动量定理作用在物体上的合外力的大小等于物体在力的作用方向上的动量变化率即①假设理想液体在管道内作恒定流动②取控制体积12段③在dt时间内控制体积中液体质量的动量变化为由动量定理得几点说明合外力为作用在控制体积上的所有外力之和公式中力速度均为矢量实用中用投影式控制体积的选取原则控制体积必须包含所求总作用力影响的全部液体平均流速动量修正系数β 1133故例如图p1 98kpaV1 4msd1 200mmd2 100mmα 450 不计水头损失求水流作用于水平弯管上的力解设管壁对水流的作用力为RxRy 取控制体积12由连续性方程有列1-2伯努利方程 X方向动量方程 Y方向动量方程代入有关数据得 Rx -2328 kN Ry 1303 kN 利用牛顿第三定律可得到水流对管壁的作用力并可求得合力及合力与X方向的夹角划出abcdef为控制体积则截面abcdef上均为大气压力pa 由动量方程得paA-F ∑ F ρq 0-v1 -ρqv1 相对压力pa 0故 F ρqv1＝ρq2A 因此射流作用在挡板上的力大小与F相等方向向右 1几何相似空间相似定义模型和实物的全部对应线形长度的比值为一定常数 6-1 长度比例常数图1 几何相似 2运动相似时间相似定义满足几何相似的流场中对应时刻对应点流速加速度的方向一致大小成一定比例相等即它们的速度场加速度场相似满足上述条件流动才能几何相似面积比例常数 6-2 体积比例常数 6-3 图2 速度场相似时间比例常数 6--4 速度比例常数6--5 加速度比例常数 6-6 体积流量比例常数 6--7 运动粘度比例常数6--8 长度比例常数和速度比例常数确定所有运动学量的比例常数 3 动力相似力相似定义两个运动相似的流场中对应空间点上对应瞬时作用在两相似几何微团上的力作用方向一致大小互成比例即它们的动力场相似图3 动力场相似力的比例常数 6--9 由牛顿定律可知 6-10 其中为流体的密度比例尺力矩功能比例常数 6--11 压强应力比例常数 6--12 功率比例常数 6--13 动力粘度比例常数 6--14 有了模型与原型的密度比例常数长度比例常数和速度比例常数就可由它们确定所有动力学量的比例常数二相似判据定义在几何相似的条件下两种物理现象保证相似的条件或判据由式 6-10 得 6-15 或 6-16 令 6-17 称为牛顿数它是作用力与惯性力的比值当模型与原型的动力相似则其牛顿数必定相等即反之亦然这就是牛顿相似判据流场中有各种性质的力但不论是哪种力只要两个流场动力相似它们都要服从牛顿相似判据⑴重力相似判据弗劳德判据⑵粘性力相似判据雷诺判据⑶压力相似判据欧拉判据⑷弹性力相似判据柯西马赫判据⑸表面张力相似判据韦伯判据⑹非定常性相似判据斯特劳哈尔判据⑴重力相似判据将重力比代入式 6-15 得 6-18 或 6-19 令 6-20 弗劳德数它是惯性力与重力的比值当模型与原型的重力相似则其弗劳德数必定相等即反之亦然这就是重力相似判据弗劳德判据重力场中则 a ⑵粘性力相似判据将粘性力之比代入式 6-15 得或 6-22 6-21 令 6-23 雷诺数它是惯性力与粘性力的比值当模型与原型的粘性力相似则其雷诺数必定相等即反之亦然这就是粘性力相似判据雷诺判据模型与原型用同一种流体时则 b ⑶压力相似准则将压力比代入式 6-15 得 6-24 或6-25 令 6-26 称为欧拉数它是总压力与惯性力的比值当模型与原型的压力相似则其欧拉数必定相等即反之亦然这就是压力相似判据欧拉判据当压强用压差代替 6-27 欧拉数能量损失hw液体流动时克服粘性摩擦阻力消耗的能量内因粘性外引管道结构局部损失hζ由于管道截面形状突然改变液流方向的改变或其他形式的液流阻力引起的压力损失沿程损失hλ液体在等径直管道中流过一段长度时因摩擦而产生的压力损失达西威斯巴赫公式或沿程阻力系数其值取决于流态一流态与雷诺数一层流和紊流层流液体流动时质点没有横向脉动不引起液体质点混杂而是层次分明能够维持安定的流束状态这种流动称为层流紊流液体流动时质点具有脉动速度引起流层间质点互错杂交换这种流动称为紊流或湍流上临界流速层流转变为紊流下临界流速紊流转变为层流三个区域层流变流紊流判别流态的标准雷诺数会计算通常2雷诺数的计算水力直径湿周过流断面A上液体与固体壁面接触的周界长度水力直径的大小对管道的流通力影响很大大→意味液体与管壁接触少阻力小流通能力大即使通流截面积小时也不容易堵塞 1Re的物理意义二圆管层流 1运动液体的速度分布力平衡方程式为式中整理得积分得当r＝R时u＝0得代入得抛物线规律分布令 2 管路中的流量对上式积分即可得流量q 3沿程压力损失实际由于各种因素的影响对光滑金属管取λ＝75Re 对橡胶管取λ＝80Re 思考速度的0>最大值与平均速度的关系⑴层流边层δ粘性力起主导作用其厚度δ将随雷诺数的增大而减小⑵紊流核心区粘性力惯性力共同作用划归为紊流核心区⑶过渡区紊流中的流速分布比较均匀其动能修正系数α≈105 动量修正系数β≈104故紊流时这两个系数均可近似取1 2沿程压力损失计算 3 λ的确定管壁粗糙凸出部分的平均高度叫做管壁的绝对粗糙度ΔΔd称为相对粗糙度水力光滑管层流边层区δ粗糙度被层流边层淹没重点水力粗糙管δ粗糙度暴露重点四局部压力损失首页上页下页末页结束工程流体力学知识点总结一流体的概念 1流体由极其微小在空间仅占有点的位置的质点所组成的微团构成的连续的易于流动的介质 2特征易流性只承受压力不能承受切应力没有固定的形状其形状取决于容器的形状 3流体液体分子间距小具有微小压缩性气体分子间距大具有很大压缩性二流体的密度与压缩性 1密度单位体积内流体所具有的质量均质流体式中——流体的密度kgm ——4℃时水的密度kgm 2相对密度 3 重度单位体积内流体所具有的重量 4体积弹性模量 V一定在同样Δp下 K 越大ΔV 越小说明K 越大液体的抗压能力越强说明由于压强增大体积缩小Δp与ΔV 变化趋势相反为保证K为正值故加有符号 2牛顿内摩擦定律流体流动时阻滞剪切变形的内摩擦力与流体运动的速度梯度成正比与接触面积成正比与流体的性质有关与流体内的压力无关单位面积上的切应力式中μ----比例常数----动力粘度 3粘性的表示方法及其单位 1动力粘度μ 2运动粘度国际单位制中单位m2s 常用非法定单位 1 m2s 104 St cm2s 106 cSt mm2s 由牛顿内摩擦定律动力粘度表示单位速度梯度下流体内摩擦应力的大小国际单位制中常用单位或是 4液体的粘度将随压力和温度的变化发生相应的变化 1流体产生粘性的主要原因①液体分子内聚力②气体分子作热运动流层之间分子的热交换频繁 2压力的影响在高压下液体的粘度随压力升高而增大常压下压力对流体的粘性影响较小可忽略 3恩氏粘度注意 2时使用该公式当没有约束条件时为713 恩氏粘度是无量纲数①液体温度升高粘度降低②气体温度升高粘度增大 3温度的影响 5实际流体和理想流体实际流体粘性流体具有粘性的流体称实际流体理想流体假想没有粘性的流体 1 液体的静压强具有两个重要特性 1 液体静压强的方向总是指向作用面的内法线方向 2 静止液体内任一点的静压力在各个方向上都相等证四面体上的法向表面力投影式由有整理得四面体上的质量力同理即 2 静止流体的平衡微分方程式研究流体在质量力和表面力的作用下的力的平衡关系 1平衡微分方程式设微小六面体中心点a 其静压强为p xyz x方向的平衡方程式化简得同除以同理得欧拉平衡方程 3 重力场中静止流体的压强分布重力场中的平衡流体中的流体静压力只是高度的连续函数重力场中的欧拉平衡方程形式为对于不可压缩流体对上式在流体连续区域内进行积分可得积分常数C可以由平衡液体自由表面边界条件确定这就是不可压缩流体的静压强分布规律重点静止流场中压强分布规律既适用于理想流体也适用于粘性流体所以即①重力作用下的静止液体中任一点的静压强由自由表面上的压强和单位面积液柱重量所组成②静止液体自由表面上的表面压力均匀传递到液体内各点这就是著名的帕斯卡定律如水压机油压千斤顶等机械就是应用这个定律制成的淹深③静止液体内不同位置处的流体静压力数值不同但其数值之间存在如下关系由上式在平衡流体内部位置势能和压力势能可以相互转化但是总能量保持恒定流体静压强基本方程式的意义就是平衡流体中的总能量是一定的这也是能量守衡与转化定律在平衡流体中的体现位置势能压力势能 4静压强的表示方法及其单位 1表示方法大气压强--标准状态下海平面上大气所产生的压强绝对压强--以绝对真空作为基准所表示的压强相对压强--以当地大气压强作为基准所表示的压强多数测压仪表所测得的压强是相对压强故相对压力也称表压强真空度--负的相对压强 2四种压力的关系绝对压强相对压强大气压强真空度大气压强-绝对压强 p O p 0 p pa P pa pa绝对真空表压强真空度绝对压强绝对压强大气压强图3-6 绝对压强与相对压强间的关系 3压力的单位法定压力 ISO 单位称为帕斯卡帕符号为Pa工程上常用兆帕这个单位来表示压力 1MPa 106Pa1bar 1at 工程大气压 1mH2O 米水柱 1mmHg 毫米汞柱 5 等角速旋转容器中液体的相对平衡重点静压强分布代入压强差公式积分得单位质量产生的离心力为当时代入上式得等压面方程积分得等压面为旋转抛物面的等压面为自由液面第一节描述流体运动的两种方法一Lagrange法拉格朗日法基本思想跟踪每个流体质点的运动全过程记录它们在运动过程中的各物理量及其变化规律独立变量abct区分流体质点的标志也称拉格朗日变数质点物理量流体质点的位置坐标速度和加速度 u xt ax 2xt2 v yt ay 2yt2 w zt az 2zt2 二 Euler法欧拉法重点基本思想考察空间每一点上的物理量及其变化着眼于运动流体所充满的空间独立变量空间点坐标速度场 u u xyzt v v xyzt w w xyzt 流体运动质点的空间坐标随时间变化x x t y y t z z t 速度 u dxdt v dydt w dzdt 加速度 aa xyzt 重点局部时变对流迁移若用矢量表示则有为哈密尔顿矢性微分算子同理其他运动参数可表示为第二节几个基本概念定常流动非定常流动steady and unsteady flow 若H不变则有t 0运动参数不随时间变化即流动恒定或流动定常若H是变化的则t不为零即流动非恒定或流动非定常 2 一维流动二维流动和三维流动一维流动流动参数是一个坐标的函数二维流动流动参数是两个坐标的函数三维流动流动参数是三个坐标的函数对于工程实际问题在满足精度要求的情况下将三维流动简化为二维甚至一维流动可以使得求解过程尽可能简化３迹线和流线重点迹线流体质点的运动轨迹线指的某一质点属拉格朗日法的研究内容给定速度场流体质点经过时间 dt移动一段距离该质点的迹线微分方程为流线速度场的矢量线重点任一时刻t曲线上每一点处的切线方向都与该点的速度方向重合流线方程流线的几个性质在定常流动中流线不随时间改变其位置和形状流线和迹线重合在非定常流动中由于各空间点上速度随时间变化流线的形状和位置是在不停地变化的流线不能彼此相交和折转只能平滑过渡流线密集的地方流体流动的速度大流线稀疏的地方流动速度小迹线和流线的差别迹线是同一流体质点在不同时刻的位移曲线与Lagrange观点对应流线是同一时刻不同流体质点速度向量的包络线与Euler观点对应例已知流场速度为其中q为常数求流线方程 dxx dyy 积分 lnx lnyc 即 y cx 为平面点源流动解例已知平面流场速度分布为 u 2ytt3 v 2xt 求时刻 t 2 过点 01 的流线解 2x dx 2ydy t2dyt作为参量常数处理积分有 x2 – y2 t2y C 将 t 2 x 0 y 1代入得 C -5 所以有 x2 – y2 –4y 5 0 3 平均流速体积流量与有效截面积之比值用 v 表示第三节连续性方程重点 2 2 1 1 A1 A2 u1 u2 一维流动的连续性方程 u1A1 u2A2 Q 对于不可压管流截面小流速大截面大流速小而对于可压缩管流情况要复杂得多。
曲路密封原理-概述说明以及解释
曲路密封原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述曲路密封原理是一种常用于工程领域的密封技术，它能够有效地阻止气体或液体从泄漏出系统。
在许多工业应用中，要求能够将流体从一个处于高压状态的管道传输到另一个低压的管道中，而不出现泄漏。
曲路密封原理是为了满足这一要求而被广泛应用的一种解决方案。
曲路密封原理的基本思想是在流体传输管道中设置曲折的路径，通过这种方式使流体在运动过程中无法泄漏出来。
它利用流体的惯性和离心力原理，将流体沿着曲折路径迅速转向，并产生较大的离心力，从而有效地阻止了流体的泄漏。
曲路密封原理采用的核心设备是曲路密封阀，它通常由一组带有特定角度的转弯弯头组成。
在流体通过曲路密封阀时，弯头的设计使得流体被迫改变方向，并在转弯过程中产生较大的离心力。
这种离心力使得流体受到向内的压力，从而有效地防止了流体的泄漏。
曲路密封原理在工业领域的应用非常广泛。
它可以用于石油化工、航空航天、能源、交通运输等许多领域。
曲路密封原理不仅可以防止流体泄漏，还可以减少能量损失，提高管道系统的效率。
因此，掌握曲路密封原理对于确保系统安全、提高工业生产效益具有重要意义。
总之，曲路密封原理是一种应用广泛的密封技术，通过设置曲折的路径和利用离心力原理，实现了流体的有效密封。
它在工业领域具有广泛的应用前景，能够提高系统的安全性和效率。
下面将从曲路密封原理的要点出发，详细介绍其工作原理和应用领域。
1.2文章结构文章结构是指文章的组织框架和布局，它对于整篇文章的逻辑性和可读性具有重要意义。
本文将按照以下结构展开：1. 引言1.1 概述在引言部分，我们将介绍曲路密封原理的基本概念和作用。
这一部分旨在为读者提供对曲路密封原理的初步认识，并激发读者的兴趣。
1.2 文章结构在本小节中，我们将介绍整篇文章的结构和内容安排。
通过详细说明各个章节所涉及的主题和要点，读者可以清晰地了解文章的逻辑顺序和内容组织。
1.3 目的在该小节中，我们将明确说明本文的撰写目的和意义。
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设计 制造
0. 前 言
0.1 泄漏的主要原因
安装或维修 工艺操作
振动、冲刷、 振动、冲刷、汽蚀等机械破坏 环境变化（温度、压力、转速及其波动） 环境变化（温度、压力、转速及其波动） 介质腐蚀
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0.2 流体密封技术的重要作用
虽非核心技术， ①.虽非核心技术，但有可能是决定性技术 ②.决定机器设备的安全性和可靠性 ③.环境保护 能源和物质节约、 ④.能源和物质节约、提高经济效益
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(2)密封设计由简易的经验性设计向理论性专家系统设计转变 • 经验性设计：以机械密封为例，传统的设计方法是根据经验性知 经验性设计： 识，确立密封的几何参数和弹簧压力，依此计算出端面接触压力 Pc、线速度V、摩擦功耗、摩擦热、冲洗液量，并确定相应的辅助 系统；计算机辅助设计主要局限于密封零部件的绘制。 • 理论性专家系统设计：先进的理论性专家系统设计则是以计算机 理论性专家系统设计 为工具，根据具体的工艺条件，采用完善的专业数据库和软件， 对密封进行性能分析、动态仿真、结构优化、参数化设计，尽可 能在设计阶段使密封的使用性能达到最优，实现设计的合理准确 和快捷高效，满足密封的规模化和专业化生产的需要。
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化工装备密封技术
(Sealing Technology for Chemical Engineering Equipment )
实现以人为本— 实现以人为本 健康 安全 环保 经济 —现代化生产新理念 现代化生产新理念 主讲人: 主讲人: 郝木明
中国石油大学密封技术研究所 山东省东营市东营区北二路271 271号 电话:0546 8392752,8179007(传真 13505462368E:0546传真), 山东省东营市东营区北二路271号, 电话:0546-8392752,8179007(传真), 13505462368 mail:haommupc@，Http://www.
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流体密封按运动方式分为： 流体密封按运动方式分为：
• ① 流体静密封(Static Seals) 流体静密封(Static Seals)：用于密封与流体接触的可拆卸静设备。 如垫片(gasket)、密封胶或密封剂(sealing glue)等。 • ② 流体动密封（Dynamic Seals) 流体动密封（ Seals)：用于机器中将两流体空间隔开并作相 对运动（旋转、螺旋、往复摆动）的部件之间的密封。分旋转密封 (rotating seals)、往复密封(reciprocating seals)、复合运动密封 (complex moving seals)等。 • ③ 伪静密封或微动密封（Pseudo-static Seals): 伪静密封或微动密封（PseudoSeals):介于静密封与动密封之 间的密封形式，表面为静密封，实则为动密封，如机械密封中补偿环用辅 助密封(secondary seals)。 • ④ 封闭式密封(closed seals)或转化为静密封的动密封 封闭式密封(closed seals)或转化为静密封的动密封 或转化为静密封的动密封：如屏蔽泵 (screened pumps)、磁力传动泵(magnetic transmission pumps)和全封 闭式压缩机(closed compressors)等将动密封转化为静密封的机器设备。
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流体动密封分类
• 接触式动密封 接触式动密封。 ① 软填料密封。 ② 成型填料密封。 ③ 油封。 ④ 防尘密封。 ⑤ 接触式机械密封。 • 非接触式动密封 非接触式动密封。 ① 非接触式机械密封（气膜密封、液膜密封等）。 ② 迷宫密封。 ③ 浮环密封。 ④ 间隙密封。 ⑤ 螺旋密封。 ⑥ 离心密封。 ⑦ 磁流体密封。 • 封闭式密封 封闭式密封。 • 组合式密封 组合式密封。
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1.2 密封方法和分类
• 根据泄漏的成因，阻止或控制流体流动（阻流）的方法有5种： 阻止或控制流体流动（阻流）的方法有 种 阻止或控制流体流动 降低引起流动的推动力， ① 降低引起流动的推动力，∆p↓。 。 增大阻止流体流动的能量（包括力学能量、界面摩擦、流体摩擦、 ② 增大阻止流体流动的能量（包括力学能量、界面摩擦、流体摩擦、 热力学能量损失等）。 热力学能量损失等）。 控制流体流动方向（变有害流动为无害流动，如抽气密封、 ③ 控制流体流动方向（变有害流动为无害流动，如抽气密封、浮环密 封等）。 封等）。 切断流道。 ④ 切断流道。 组合。 ⑤ 组合。
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1.3 对密封产品或密封系统的要求
• 密封性 密封性：实现密封介质的低微泄漏甚至无泄漏（包括液 相零泄漏和汽相零逸出），实现环保功能。 • 可靠性 可靠性：使用寿命长、稳定性高、抗干扰能力强。 • 经济性 经济性：成本低、能耗和运行费用少、使用维修方便— —性价比高。 • 适用性 适用性：能满足机泵具体的工艺条件要求和现场能提供 的实际条件。
• 式中，r：毛细管或接触面毛细通道半径。
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• 1.1.3扩散(Proliferation) 1.1.3扩散(Proliferation) 扩散
• 定义：在浓度差ΔC的作用下，密封介质通过密封间隙或密封材料的 毛细管产生的泄漏，叫做扩散。 • 成因：①、介质浓度差ΔC；②、密封间隙或密封材料毛细管。 • 特点：双向泄漏，泄漏量小。 • 如醚类，渗透性强；采用波纹管密封。
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• 1.1.1穿漏（Penetration） 1.1.1穿漏 Penetration） 穿漏（
• 定义：流体通过密封面间隙的泄漏； • 成因：①、流体存在压力差∆p；②、泄漏 缝隙h。 • 特点：单向泄漏，从高压测→低压侧； → • 泄漏量：是衡量密封装置密封性能的主要 指标。 • 单向周边泄漏量：
• •
1—Ⅰ Ⅰ
2—Ⅱ Ⅱ 边界
若两个区域存在压力差、浓度差、温度差、速度差等，流体就会通过这一界面 压力差、浓度差、温度差、速度差等 压力差 而泄漏。 “密封”意味控制这两个区域之间流体的相互交换，使界面处“没有泄漏”现 密封”意味控制这两个区域之间流体的相互交换，使界面处“没有泄漏” 象。
• 重点：揭示泄漏方式 、成因、特点及泄漏量的计算公式。 重点： 成因、特点及泄漏量的计算公式。
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流体静密封分类
• 垫片密封 垫片密封。按材料和结构分为： ① 非金属垫片：橡胶、石棉橡胶、柔性石墨、聚四氟乙烯等，截面 形状均为矩形。 ② 金属复合型垫片：各种金属包垫、金属缠绕垫。 ③ 金属垫片：金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫、三角 垫、双锥环、C形环、中空O形环。 按密封分类原则：金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫 按密封分类原则 属于强制式密封，其余为自紧式或半自紧式密封。 • 胶密封。 胶密封 • 填料密封 填料密封。 • 波纹管 波纹管。Biblioteka H1.2 密封方法和分类
• 密封方式（采用上面一种或多种方法）： • ①全封闭或部分封闭 • 将机器或设备用机壳或机罩全部密闭或部分密闭住 • 如屏蔽泵、磁力偶合器驱动的泵。 • 特点：无轴封和密封室。 • ②填塞或阻塞（是一种传统的密封方法） 填塞或阻塞（是一种传统的密封方法） • 利用密封件填塞泄漏点(例如密封圈、软填科密封等)或利用流体阻 塞被密封流体(例如气封、水封、铁磁流体密封等)。 • ③分隔或间隔 • 利用密封件将泄漏点与外界分隔开（隔膜密封、机械密封等）或利 用气体或液体作为中间密封流体(气垫密封、双端面机械密封等)。 • ④引出或注入 • 将泄漏介质引回到吸入室或通常为低压的吸入侧(抽气密封)或将对 被密封流体无害的流体注入密封室以阻止被密封流体的泄漏(如氮气 密封)。
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1.4 流体密封技术的发展趋势
• 随着现代工业的迅速发展，流体密封的使用环境正在发生深刻的 变化，对其工况要求更加苛刻，操作条件正向高速、高压、高温 高速、 高速 高压、 低温、高真空、大尺寸、微尺寸方向发展。 、低温、高真空、大尺寸、微尺寸 • 以石油化工为例，石化用机泵的发展方向是大型化、高速化、机 大型化、高速化、 大型化 电一体化，泵产品成套化、标准化、系列化和通用化， 电一体化，泵产品成套化、标准化、系列化和通用化，多品种、 性能广、寿命长及可靠性高；使机泵用密封向大型化和专业化方 向发展，特别是适用高压、高速透平，高温、低温和超低温泵， 高压、高速透平，高温、低温和超低温泵， 高压 高速泵，耐腐蚀泵，输送粘稠介质和带固体颗粒介质泵的密封技 高速泵，耐腐蚀泵，输送粘稠介质和带固体颗粒介质泵 术和产品发展很快。 • 电力、冶金等行业设备正向着大型化、高度自动化、智能化、节 大型化、 大型化 高度自动化、智能化、 能和绿色环保的方向发展，对于高温、高压密封 高温、高压密封要求越来越高。 能和绿色环保 高温 比如发电设备，压力要求能承受27～28MPa，耐热温度要求达到 600℃，这都需要密封等设备能够耐高温高压。
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讲授内容
一．流体密封的基本理论和基本知识 二．流体静密封技术 三．流体动密封的基本原理及知识 四．不停车堵漏技术、泄漏检测技术 不停车堵漏技术、
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第一部分: 第一部分:流体密封的基本理论和基本知识
1．密封机理、方法和分类 密封机理、 掌握流体泄漏的机理、 掌握流体泄漏的机理、密封的基本方法和流体密封的基 本类型。 本类型。 2．密封流体力学基本知识 • 了解密封流体力学基本方程特别体润滑基本方程的物理 意义、密封简单模型中流体流动（缝隙流动、 意义、密封简单模型中流体流动（缝隙流动、孔口与夹 缝出流、转盘侧隙流动及喷嘴内气体是流等熵流动） 缝出流、转盘侧隙流动及喷嘴内气体是流等熵流动）的 特点及分析。 特点及分析。 3．密封摩擦学基本知识 • 了解密封摩擦学理论中摩擦、磨损与润滑的基本知识。 了解密封摩擦学理论中摩擦、磨损与润滑的基本知识。
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• ⑤流阻或反输
1.2 密封方法和分类
• 利用密封件狭窄间隙或曲折途径造成密封所需要的流动阻力(迷宫密 封)或利用密封件对泄漏流体造成反压，使之部分平衡或完全平衡， 将流体反输回上游，以达到密封的目的（如螺旋密封、上游泵送密 封）。 • ⑥贴合或粘合 • 利用研合密封面本身的加工质量使密封面贴合或利用密封剂使密封 面粘合达到密封（密封剂、密封膏等）。 • ⑦焊合或压合 • 利用焊接或钎接的方法将泄漏点堵塞或加压使接触处微观不平处变 形(如垫片密封、软填料密封等)，形成固定的结合达到密封。 • ⑧几种密封方法的组合 • 是密封技术的一个发展方向。