第一章 空气在管道中流动的基本规律 工程流体力学以流体为对象,主要研究流体机械运动的规律,并把这些规律应用到有关实际工程中去。涉及流体的工程技术很多,如水力电力,船舶航运,流体输送,粮食通风除尘与气力输送等,这些部门不仅流体种类各异,而且外界条件也有差异。 通风除尘与气力输送属于流体输送,它是以空气作为工作介质,通过空气的流动将粉尘或粒状物料输送到指定地点。由于通风除尘与气力输送是借助空气的运动来实现的,因此,掌握必要的工程流体力学基本知识,是我们研究通风除尘与气力输送原理和设计、计算通风除尘与气力输送系统的理论基础。 本章中心内容是工程流体力学基本知识,主要是空气的基本特性及运动时的基本规律。 1.1 空气的基本特性及流动的基本概念 流体是液体和气体的统称,由液体分子和气体分子组成,分子之间有一定距离。而我们在通风除尘与气力输送中所接触到的流体(主要是空气)可视为连续体,即所谓连续性的假设。这意味着流体在宏观上质点是连续的,其次还意味着质点的运动过程也是连续的。研究证明,按连续质点的概念所得出的结论与试验结果是很符合的。因此在工程应用上,用连续函数来进行流体及运动的研究,并使问题大为简化。 1.1.1 空气的基本特性 1.密度和重度 单位体积空气所具有的空气质量称为空气密度,用符号ρ表示。其表达式为: (1-1) 式中:ρ——空气的密度(kg/m 3); m ——空气的质量(kg); V — — 空气的体积(m 3)。 单位体积空气所具有的空气重量称为空气重度,用符号表示。其表达式为: (1-2) 式中:——空气的重度(N/m3); ——空气的重量(N); — — 空气的体积(m3)。 对于液体而言,重度随温度改变而变化。而对于气体而言,气体的重度取决于温度和压强的改变。 由公式(1-2)两边除以,可以得出空气的密度与重度存在如下关系; (1-3) 式中:——当地重力加速度,通常取 9.81(m/s2)。 2.温度 温度是标志物体冷热程度的参数。就空气而言,温度和空气分子热运动的平均动能有关。温度越高,空气分子热运动越强,空气分子热运动的平均动能也就越大。 空气的温度用测量温度的仪表测定。为了标志温度的高低和保证温度测量的准确一致,就要规定一个衡量温度高低的标准尺子,称为温度标尺,简称温标。目前国际上通用的温标主要有两种。 摄氏温标(t)——摄氏温标规定:在1 标准大气压下,纯水开始结冰时的温度(冰点)定为0°...