江苏省职业学校
教师教案本
（ 2011 — 2012 学年第一学期）
'
课程名称化工原理
授课教师王晴
学校睢宁县中等专业学校
-
课堂教学安排
推导
"
@
举例
[
| 以管内壁截面1-1与2-2为衡算范围根据质量守恒
定律以1s为基准q m1=q m2
因为q m=uAρ→q m=u1A1ρ1= u2A2ρ2
推广：qm= u1A1ρ1= u2A2ρ2=……== u n A nρn=常数
说明：不可压缩流体不仅流经各截面的质量流量相
等，它们的体积流量也相等。

|
例：在稳定流动系统中水连续的从粗圆管流入细软
管，粗管内径为细管内径的两倍，求细管内水
的流速是粗管的多少倍
解：用下标1及2分别表示粗管和细管
u1A1=u2A2
因为A= 2
2
2
2
1
1
2
4
4
4
d
u
d
u
d
π
π
π
=
⇒
2
2
1
1
2)
(
d
d
u
u
=
4
)
2
(2
2
2
2
1=
=
d
d
u
u
四、伯努利方程
1、流动系统的总能量衡算
(1)内能：截面1-1’，2-2’内能分别为u1,u2单位J/kg
(2)位能：等于将质量为m的流体，在重力场中自
基准水平面升举到高度为z所做的功
\
!
思考
分析
~
；
分组讨论
师生共同
完成
.
教学过程教学内容与教师活动学生活动
…
引入
讲授新课
…
;
| 前面讨论流动系统的机械能衡算时流体流动有阻
力存在，在讨论伯努利方程时可以看到只有给出了
能量损失具体数值或说明忽略不计才能用伯努利
方程。

因此流体阻力的计算很重要，本节讨论流体
阻力来源影响因素以及流体在管内的计算。

1》
2牛顿粘性定义
2.牛顿粘性定律
A
dy
du
Fμ
=
式中
dy
du
：速度梯度即与流动方向垂直的y方向上
流体速度的变化率
3.流体的粘度
dy
du
τ
μ=
1)物理的意义：促使流体流动产生单位速度的剪
!
思考
]
记录思考
]
讨论
\
思考讨论
|
$ 实验
:
,
应力
2)液体：温度升高→粘度减小
)
气体：温度升高→粘度增大
3)单位：或（kg/）
3换算1p=100cp=流体的流动形态
1.两种流动形态：湍流
滞流
2.流型的判据—雷诺数
μ
ρdu
=
Re
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
≥
≤
湍流
过渡
＜
＜
滞流
4000
Re
4000
2000
2000
Re
R
|
^
记录
#
#
观察讨论
分析实验
结论
&
$ ^ 》。

4流体在圆管内流动时的分布
1.滞流
2.湍流
5流动阻力的计算
阻力直管阻力
局部阻力
2
'
2
u
hf
hf
hfζ
=
+
=
∑
6—
7流体在直管中的流动阻力
1.计算直管中的流动阻力
2
2
u
d
l
hfλ
=
2.管壁粗糙度对摩擦因数的影响
3.滞流时的摩擦因数
:
'
?。

{
教学过程教学内容与教师活动学生活动
@
引入
.
讲授新课
【
，化工生产中是怎样测量流速和流量的呢
多媒体展示一些设备的照片，本节课介绍几种流速
计和流量计。

一、测速管
1 构造
由两根弯成直角的同心套管组成的，其中外管
的管口是封闭的，但测速管在距前端开有几个小
孔，内管前端敞开。

2 工作原理
测量时，外管与内管的末端分别与U形管压差
计的两臂相连接。

A处测得的为流体的动压头和静压头之和，称为冲
压头，即H A=
2g
u2+
ρg
p
@
B处测得的为流体的静压头，即
H B=
ρg
p
欣赏
思考
分析
分组
讨论
（& …` U形管压差计所测得的压头之差，即
H A -H B=
2g
u2
局部流速
u r=)
H
-
2g(H
B
A
=)/ρ
p-
2(p
B
A
3 测速管的优缺点
优点：流体阻力小；
缺点：不能直接测量出平均流速，且压差读数较小。

]
二孔板流量计
1 构造
将一块中央有圆孔的金属薄板—孔板，用法兰盘固
定在管路上，使孔板垂直于流体流动的方向，同时
使孔的中心位于管道的中心线上。

孔板两侧的测压
孔与液柱压强计相连，读数R即可算出流体的流
速和流量。

2 工作原理
充满管道的流体流经管道内的节流装置，在节
流件附近造成局部收缩，流速增加，在其上、
下游两侧产生压力差。

在已知有关参数的条件下，根据流动连续
性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之
间的关系而求得流量。

其基本公式如下：
分析
比较
观察
比较
归纳。