自考建筑設備復習資料

1、建筑設備自考復習資料1第一章第一章流體力學基本知識流體力學基本知識20132013年4月1818日第一節(jié)第一節(jié)流體的主要物理性質流體的主要物理性質一、密度和容重密度密度：對于均質流體，單位體積的質量稱為流體的密度。容重容重：對于均質流體，單位體積的重量稱為流體的容重。二、流體的黏滯性粘滯性粘滯性：相鄰流層An、An1之間u不同，必然存在有相對運動，導致摩擦力的產(chǎn)生，流體內部之間的摩擦力稱內摩擦力，稱粘滯力。流體在粘滯力作用下，具有抵抗流

2、體的相對運動的能力，稱粘滯性。影響流體黏滯性的因素壓力的變化對流體的動力粘度μ的影響很小，溫度對μ的影響很顯著：〈1〉溫度升高，液體的粘度減?。ㄒ驗門上升，液體的內聚力變小，分子間吸引力減小；）〈2〉溫度升高，氣體的粘度增大(氣體的內聚力很小，它的粘滯性主要是分子間動量交換的結果。當T上升，作相對運動的相鄰流層間的分子的動量交換加劇，使得氣體的粘度增大。)三、流體的壓縮性和熱脹性壓縮性壓縮性：流體壓強增大體積縮小的性質。不可壓縮流體不可

3、壓縮流體：壓縮性可以忽略不計的流體?？蓧嚎s流體可壓縮流體：壓縮性不可以不計的流體。熱脹性熱脹性：流體溫度升高體積膨脹的性質。液體的熱脹性很小，在計算中可不考慮（熱水循環(huán)系統(tǒng)除外）；氣體的熱脹性不能忽略。建筑設備工程中的水、氣流體，可以認為是易于流動、具有粘滯性、不可壓縮的流體。第二節(jié)第二節(jié)流體靜壓強及其分布規(guī)律流體靜壓強及其分布規(guī)律流體靜止是運動中的一種特殊狀態(tài)。由于流體靜止時不顯示其黏滯性，不存在切向應力，同時認為流體也不能承受拉力，

4、不存在由于粘滯性所產(chǎn)生運動的力學性質。因此，流體靜力學的中心問題是研究流體靜壓強的分布規(guī)律。一、流體靜壓強及其特性表面壓強為：p=△p△ω(16)點壓強為：limp=dpdω(Pa)點壓強就是靜壓強流體靜壓強的兩個特征：（1）流體靜壓強的方向必定沿著作用面的內法線方向（2）任意點的流體靜壓強只有一個值，它不因作用面方位的改變而改變。二、流體靜壓強的分布規(guī)律在靜止液體中任取一點A點在自由表面下的水深h，自由表面壓強為p0。設A點的靜水壓強

5、為p通過A點取底面積為，高為h，上表面與自由面相重合的??鉛直小圓柱體，研究其軸向力的平衡：上表面壓力，方向鉛直向下（圖??0p中未繪出）；柱體側面積的靜水壓力，方向與軸向垂直（圖中未繪出），在軸向投影為零。此鉛直圓柱體處于靜止狀態(tài)，故其軸向力平衡為：00?????php???化簡后得：p=p0γh(18)式中p——靜止液體中任意點的壓強，kNm2或kPa；p0——表面壓強，kNm2或kPa；γ——液體的容重，kNm3；h——所研究點在

6、自由表面下的深度，m。上式是靜水壓強基本方程式，又稱為靜水力學基本方程式。式中γ和p0都是常數(shù)。方程表示靜水壓強與水深成正比的直線分布規(guī)律。方程式還表明，作用于液面上的表面壓強p0是等值地傳遞到靜止液體中每一點上。方程也適用于靜止氣體壓強的計算，只是式中的氣體容重很小，因此，在高差h不大的情況下，可忽略項，則p=p0。例如研究氣體作用在鍋爐壁上的靜壓強時，可以認為氣體空間各點的靜壓強相等。建筑設備自考復習資料3、—流速水頭；即：單位重量

7、液體具有的動能；gva2211gva2222hw12是流體流動過程中從斷面11到22之間阻力所作的負功；單位重量液體產(chǎn)生的能量損失，稱為水頭損失水頭損失；三者之和為斷面的單位重量液體具有的機械能。（二）實際氣體恒定總流的能量方程對于不可壓縮氣體，液體能量方程同樣適用，由于氣體密度很小，式中重力做功可忽略不計。對一般通風管道中，過流斷面上的流速分布比較均勻，動能修正系數(shù)可采用a=1，這樣，實際氣體總流的能量方程式為2122221122??

8、??????hgvpgvp或者寫為2122221122?????????hgvpgvp實際氣體總流的能量方程與液體總流的能量方程比較，除各項單位以壓強來表達氣體單位體積平均能量外，對應項意義基本相近第四節(jié)第四節(jié)流動阻力和水頭損失流動阻力和水頭損失一、流動阻力和水頭損失的兩種形式（一）沿程阻力和沿程水頭損失沿程阻力和沿程水頭損失流體在長直管（或明渠）中流動，所受的摩擦阻力稱為沿程阻力。為了克服沿程阻力而消耗的單位重量流體的機械能量，稱為沿

9、程水頭損失hf。（二）局部阻力和局部水頭損失局部阻力和局部水頭損失流體的邊界在局部地區(qū)發(fā)生急劇變化時，迫使主流脫離邊壁而形成漩渦，流體質點間產(chǎn)生劇烈地碰撞，所形成的阻力稱局部阻力。為了克服局部阻力而消耗的重力密度流體的機械能量稱為局部水頭損失hj。二、流動的兩種形態(tài)流動的兩種形態(tài)——層流和紊流層流和紊流流體在流動過程中，呈現(xiàn)出兩種不同的流動形態(tài)。當液體流速較低時，呈現(xiàn)為成層成束的流動，各流層見并無質點的摻混現(xiàn)象，這種流態(tài)就是層流。加大流

10、速到一定程度，質點或液團相互混摻，流速愈大，混摻程度愈烈，這種流態(tài)就成為紊流。判斷流動形態(tài)，雷諾氏用無因次量綱——雷諾數(shù)Re來判別。(117)vvdRe?式中Re——雷諾數(shù)；v——圓管中流體的平均流速，ms，cms；d——圓管的管徑，m，cm；v——流體的運動粘滯系數(shù)，其值可由表查得，m2s。對于圓管的有壓管流：若Re2000時，流體為紊流型態(tài)。對于明渠流，通常以水力半徑R代替公式中的d，于是明渠中的雷諾數(shù)為：(118)vvRRe?因為

11、水力半徑，其中ω是過流斷面積，x是濕周，為流動的流體同固體邊壁在過流斷面上接觸的周邊長度。若Re500時，明渠流為紊流型態(tài)。在建筑設備工程中，絕大多數(shù)的流體運動都處于紊流型態(tài)。只有在流速很小，管徑很小或粘滯性很大的流體運動時（如地下水滲流，油管等）才可能發(fā)生層流運動。三、沿程水頭損失對于紊流，目前采用理論和實驗相結合的方法，建立半經(jīng)驗公式來計算沿程水頭損失，公式普遍為：（式中：：沿程水頭損失，m；：沿gvdLhf22??fh?程阻力系數(shù)