机电工程技术——了解流体流动阻力的影响因素

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1、2．准平衡过程：过程的实现是平衡状态被打破的结果，但每一中间状态，既离开平衡状态，又无限接近于平衡状态，这样的过程称为准平衡过程。3．可逆过程：热力系统完成某一准平衡过程之后，若能够沿原变化返回其初始平衡状态，且对系统和外界均不留下任何影响，则称该过程为可逆过程。反之则为不可逆过程。实际中的热力过程都是不可逆过程，因为过程中存在着各种各样的能量损失，系统与外界不可能不留下变化而返回到初始状态。4．热力循环：如果系统经历若干个不重复的过程，最终又回到初始状态，所形成的封闭的热力过程叫做热力循环。热力过程中，系统通过边界

2、与外界传递的能量即热量与功。热量与功是过程量，是用来衡量热力系统与外界进行能量传递的尺度。四、热力学第一定律；热力学第一定律可以表述为“来源：建设工程教育网www.jianshe99.com热可以变为功，功也可以变为热。一定量的热消失时，必产生与之数量相当的功；消耗一定量的功时，也必出现相应数量的热”。其基本表达形式为进入系统的能量一离开系统的能量一系统储存能量的增加来源：建设工程教育网www.jianshe99.com在实际的热力设备中进行能量转换，工质要在热力装置中循环不断地流经相互衔接的热力设备，完成不同的热力

3、过程，才能实现热与功的转换，分析各种热力设备时，常把它们看作开口系统（如锅炉、汽轮机），并且认为工质在流经热力设备时，流人和流出系统的质量流量不随时间变化，系统任何一点的参数和流速不随来源：建设工程教育网www.jianshe99.com时间变化，系统内的储存能不随时间变化，单位时间内加入系统的热量和系统对外所做的功也不随时间改变。这样的流动过程称为稳定流动。很多实际的流动过程都可以作为稳定流动过程处理。这样热力学第一定律在开口系统可以简化为进入系统的能量一离开系统的能量五、热力学第二定律热力学第二定律的表述方法有以

4、下几种：（1）热不可能自发地、不付代价地从低温物体传向高温物体。（2）凡是有温度差的地方都能产生动力。（3）不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化成为功而不留下其他任何变化的热力发动机。卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，是实际动力循环中效率最高的理想循环，其循环的热效率表达式为由上式来源：建设工程教育网www.jianshe99.com得出一些重要结论如下：（1）循环热效率研决定于高温热源与低温热源的温度Tl和T2，提高工质吸热温度并且尽可能降低工质排向冷源（大气环境）的温度，可提高循环热效率。（2）循环热

5、效率永远小于100％，因为Tl一——00和Tz——0都是无法实现的，这正是热力学第二定律所揭示的规律。（3）当Tl=T2时，循环热效率为零。这就是说，在没有温差存在的体系中，热能不可能转变为机械功，要利用热能来产生动力，就一定要有温度高于环境的高温热源。（4）在两个不同温度的恒温热源间工作的一切可逆循环，均具有相同的热效率，且与工质的性质无关。来源：建设工程教育网www.jianshe99.com（5）在两个不同温度的恒温热源间工作的任何不可逆循环，其热效率必低于在两个同样恒温热源间工作的可逆循环。实际循环都是不可逆

6、循环，其热效率必低于同温限的卡诺循环。1H411024了解流体流动阻力的影响因素一、流体流动阻力产生的原因来源：建设工程教育网www.jianshe99.com流体流动阻力的产生，原因是多方面的。其内在原因均为流体具有黏性而造成的内摩擦，外在原因是流道界面的限制，使流体与流道壁面接触，发生流体质点与壁面间的摩擦和撞击，消耗能量，形成阻力。来源：建设工程教育网www.jianshe99.com由此可见，流体流动阻力大小与流体黏度、来源：建设工程教育网www.jianshe99.com流道结构形状、流道壁面粗糙程度、流速

7、等因素有关。二、管内液体流动类型1．流动型态将微量有色液体导入水流中，使有色液体随水流一起流动。当水流速度很小时，有色液体沿管轴线作直线运动，呈细直线状，与相邻的流体质点无宏观上的混合，这种流动型态称来源：建设工程教育网www.jianshe99.com为层流或滞流；随着水的流速增大，有色液体流动的细线开始抖动、弯曲，呈现波浪形；当流速再增大时，波形起伏加剧，出现强烈的骚扰滑动，全管内水的颜色均匀一致，这种流动型态称为湍流或紊流。2．雷诺数科学家雷诺采用不同的流体、不同的管径和不同管内壁粗糙度的管子多次进行实验，所得

8、结果表明：流体的流动型态除了与流速口有关外，还与管径d、密度lD、黏度p这三个因素有关。雷诺将这四个因素组成一个复合数群，以符号Re表示：实验结果表明，对于流体在圆管内流动，当Re<2000时，流动型态为层流；，当Re>4000时，流动型态为湍流；当Re=2000——400来源：建设工程教育网www.jianshe99.com0时，称为过渡流。