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4.1 流体流动的基本原理1

4.1.1 流体流动的基本微分方程2

(1)连续性方程2

(2)以速度梯度表示的粘性流体的运动方程(奈维-斯托克斯方程)2

(3)以应力ι表示的奈维-斯托克斯方程4

(4)粘性流体运动方程式的解6

(1)稳定流动时圆直管的层流理论解9

(2)充分发展了的稳定层流流过其他形状断面管道的流速分布、流量与压降的关系9

4.1.2 层流流动9

4.1.3 湍流流动10

(1)圆管内湍流流动的速度分布10

(2)环隙中湍流流动的速度分布12

(3)层流底层厚度δL13

4.1.4 边界层流动13

(1)流体沿平壁的层流和湍流边界层解13

(2)流体流过各种形状物体的曳力系数14

(2)机械能量衡算式18

4.1.5 总能量衡算式和机械能量衡算式18

(1)总能量衡算式18

4.1.6 动量衡算及其应用19

参考文献20

符号表20

4.2 阻力计算和管路计算22

4.2.1 管子及管件22

(1)金属管子及管件22

(2)非金属管子及管件25

4.2.2 管路阻力计算26

(1)圆直管阻力26

(2)局部阻力32

(3)蛇管阻力35

(4)非圆形截面管道阻力35

(5)非定温流动阻力37

(1)简单管路38

4.2.3 管路计算38

(2)并联管路40

(3)沿途均匀流出的管路42

4.2.4 气体的流动43

(1)水平管内的等温流动43

(2)水平管内的绝热流动44

(3)高压下的流动44

(4)可压缩流体在变截面管中的流动46

4.2.5 低压下的流动48

(1)过渡流动49

(2)分子流动50

(3)各种气体的流导关系52

(4)管件及阀门的流导52

(5)压力降计算(适用于空气或蒸汽)52

4.2.6 明渠流动56

(1)流速56

(2)压力降57

(3)堰58

符号表58

参考文献59

4.3 多相流体的管道流动60

4.3.1 气-液两相流动的一些基本概念60

(1)气-液两相流动的持料量60

(2)气-液两相流动的机械能量衡算式62

4.3.2 气液两相在水平管内的流动62

(1)气液两相在水平管内的流动型态及其判定63

(2)气液两相在水平管内的持料量68

(3)气液两相在水平管内流动的压力降74

(4)推荐用于水平管气液两相流动的设计关联式85

4.3.3 气液两相在垂直管内的流动86

(1)气液两相在垂直管内的流动型态及其判定86

(2)气液两相在垂直管内并流流动时的持料量89

(3)气液两相在垂直管内向上流动时的摩擦损失和压力降90

(4)推荐用于垂直管内两相向上流动的设计关联式102

4.3.4 气固和液固两相管道流动的一些基本概念103

(1)气力输送和水力输送的应用103

(2)管道中固体流体两相混合物的状态104

(3)气力输送的流动状态105

(4)压力降梯度106

4.3.5 气固和液固两相在垂直管内的流动107

(1)流动型态107

(2)垂直管内的最小输送流速108

(3)垂直管压降的关联110

4.3.6 气固和液固两相在水平管内的流动116

(1)流动型态116

(2)水平管内的最小输送流速，um2116

(3)对称悬浮流速υml的关联119

(4)水平管压降的关联120

符号表131

参考文献132

4.4 非牛顿流体的流动135

4.4.1 非牛顿流体的定义和分类135

4.4.2 非牛顿流体的若干实例和对其流动特性的物理解释136

(1)假塑性流体136

(2)宾哈姆塑性流体137

(3)涨塑性流体137

(4)与时间有关的非牛顿流体137

4.4.3 与时间无关的非牛顿流体的流变方程138

(1)宾哈姆塑性流体的流变方程138

(2)假塑性流体和涨塑性流体的流变方程139

(3)屈服-假塑性流体的流变方程141

(4)圆管流动的普遍流变方程141

4.4.4 与时间有关的非牛顿流体的流变方程142

4.4.5 流变参数143

(1)宾哈姆塑性流体143

(2)假塑性流体146

(3)管流稠度系数K′和管流流动行为指数n′148

4.4.6 流变参数的实验测定149

(1)粘度测量计149

(2)流变参数的确定149

(3)流体的性质是否与时间有关的判定151

4.4.7 与时间无关的非牛顿流体在圆管内稳定层流时，摩擦阻力压降的计算152

(1)宾哈姆流体的速度分布和摩擦阻力压降152

(2)假塑性流体的摩擦阻力压降156

(3)屈服-假塑性流体的摩擦阻力压降158

(4)粘弹性流体的摩擦阻力压降159

(5)Metzmer和Reed通用摩擦阻力压降计算法159

4.4.8 非牛顿流体从层流到湍流的过渡161

(1)指数方模型假塑性流体的过渡161

(2)宾哈姆流体的过渡161

(1)指数方假塑性流体162

4.4.9 非牛顿流体湍流时的摩擦阻力压降162

(3)粘弹性流体的过渡162

(2)宾哈姆流体摩擦损失压降163

(3)屈服-假塑性流体164

4.4.10 局部阻力损失167

4.4.11 粘弹性流体的摩擦损失压降和减阻现象168

4.4.12 纤维性物料悬浮液的流动170

4.4.13 流动进口段171

(1)层流流动时的进口段长度和摩擦阻力压降171

(2)湍流流动时进口段的长度173

4.4.14 建议的设计步骤173

(1)总压强降的计算173

(2)圆管摩擦阻力压降的计算174

(3)Lord放大法175

符号表176

参考文献177

附录 MKS制和SI制的换算表178