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流體輸送原理 (流體的流動性質與流動狀態 (層流:流體成層狀或線狀流動，鄰層間不相混合。Re < 2100, 紊流…
流體輸送原理
流體的流動性質與流動狀態
層流:流體成層狀或線狀流動，鄰層間不相混合。Re < 2100
紊流:流體流動時，會產生漩渦，並與鄰側流體混合。Re > 4000
質量流率 [kg/s] = 體積流率 x 密度 = 平均速度 x 截面積 x 密度
過渡流:行為介於層流與紊流間的流體，時而層流時而紊流。Re = 2100 ~ 4000
黏度是流體分子間引力大小的指標。液體黏度隨溫度升高而減少；但氣體黏度則隨溫度升高而增大
常溫下水的黏度約1cP，空氣的黏度約0.02cP
SI制:
1P=1g/(cm．s)=100cP
1Pa．s=10P=1000 cP
雷諾數:是判斷流體流動形態的指標
Re= (管內直徑x平均速度x密度)/黏度
流體在圓管內的速度分布，管中心速度最大，管壁最小(=0)。
層流時 平均速度=0.5 管子中心處的流體速度
紊流時 平均速度=0.82管子中心處的流體速度
流體的能量均衡
揚程:單位重量流體所具有的機械能(動能、位能、壓力能)，單位為[m]
白努利定律三個條件限制:1.獨立系統 2.無摩擦損失 3.無泵功。
托里切利定律:大氣壓力下，蓄水池底部排水孔的流速
機械能均衡方程式
流體功率: 泵、送風機等對流體作功而流體真正獲得的功率
制動功率: 電動機施加給泵的功率
流體功率: Pf = Ws.m
泵效率 =流體功率/制動功率x100%
流體的靜壓力
液柱壓力 = 計示壓力 = P2-P1 = p.h.g [Pa]
表面力:外界施加在流體表面的壓力
質量力:流體受重力作用產生的壓力，也稱為液柱壓力
液柱壓力與液柱的垂直高度成正比，與容器的底面積無關
流體的摩擦損失
表面摩擦損失:流體與管壁間因黏性力造成的能量損失
管壁的摩擦損失可由范寧摩擦方程式計算
層流時可由普瓦塞伊方程式計算
管摩擦因數f與管內流體的雷諾數及管壁的粗糙程度有關
但層流時 f = 16 / Re 與管壁的粗糙程度無關
形狀摩擦損失:流體流經管件、閥時因管徑或流向的突然改變或因遇阻礙形成漩渦，而造成的摩擦損失
相當管長:流體流經某管件的摩擦損失，與流經一等直徑直管的摩擦損失相同，則此直管長度稱為該管件的相當管長
管路的總摩擦損失
壓力損失 = 摩擦損失x 流體密度
壓力的表示法
計示壓力 = 絕對壓力 - 大氣壓力
真空度 = 大氣壓力 - 絕對壓力
1atm=101.3kPa=14.7psi=760mmHg
流體的質量均衡
理想氣體方程式:壓力x氣體分子量=氣體密度x理想氣體常數x絕對溫
連續方程式:不可壓縮流體逾恆穩狀態下通過異徑管路的速度關係
流體包含
液體:不可壓縮性流體
氣體:可壓縮性流體
