环保厅讲课讲义污废水管道和泵房PPT课件.pptx

第二章污废水管渠和泵房
一概述:
1、污废水处理中,有以下几个主要方面应用流体流动的基本原理及其流动规律。
2、流体的输送欲想把流体所规定的条件，从一个设备送到另一个设备，通常设备之间是用管道或灌渠连接的，这就需要选用适宜的流动速度，以确定输送管道的直径。在流输送的过程中，常常要采用输送设备因此就需要计算流体在流动过程中应加入的外功，为选用输送设备提供依据。这些都是要应用流体流动规律的数学表达式进行计算。
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3、压强流速、和流速的测量。为了了解和控制生产过程，需要对管路或设备内的压强、流速及流量等一系列参数进行测定，以便合理地选用和安装测量仪表，而这些测量仪表的操作原理又多以流体的静止或流动规律为依据。
4、在研究流体流动时，常将流体视为由无数分子集团所组成的连续介质，把每个分子集团称为质点，其大小与容器或管路相比是微不足道的。质点在流体内部一个紧挨一个，它们之间没有任何空隙，即可认为液体充满所占据的空间。把流体视为连续介质，其目的是为了摆脱复杂分子的运动，而从宏观的角度来研究液体的流动规律。
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二、力学的基础知识
（一）、水的主要物理特性
1、水的主要物理性质主要包括：
1、水的惯性与密度；2、水的重力特性；3、水的黍性；4、水的压缩性；5、水的表面张力。
①水的惯性与密度
惯性就是物体所具有的维持其原有运动状况的物理性质。惯性的度量单位，就是质量，也就是物体中所含物质的多少。质量越大，惯性也就愈大。
设物体的质量为m，加速度为α，则惯性的力的F的数值为：F=-m α ，负号表示惯性力的方向与物体的加速度的方向相反。
水的密度是指单位体积的水所具有的质量，以ρ表示。对于均质水，设其体积为V，质量为m，则ρ=m/V，在一般情况下水的密度随压强和温度的变化而发生变化很小，故水的密度可以视为常数，工程上通常以一个标准大气压下，温度为4 ℃时的最大密度做为计算值，其数值为1g/cm3或1000kg/m3。
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②水的重力特性
物体之间相互具有的吸引力称为万有引力。在水的运动中，一般只需考虑地球对水的引力，这个引力就是重力（重量），用ω来表示。设物体的质量为m，重力加速度为g，则ω=mg
单位体积水所具有的重力称为水的重度，或称容重、重率，用符号γ表示。对于均质水，设体积为V，重量为ω，则γ= ω/V。水的重量通常取9800N/ m3。
③水的黏性
水具有易流动性，静止时不能承受切向力抵抗剪切变形，但在运动状态下，水就具有抵抗剪切变形的能力，这就是不的黏性。在剪切变形过程中，水体质点之间存在着相对运动，使水体内部出现切向力，也称为内磨擦力，其作用是抗拒水体内部的相对运动。因此水在运动进必须克服黏性，从而要消耗一定的能量。黏度μ是黏性的度量， μ值愈大，黏性作用愈强。 μ的大小与流体的种类有关，并随着压强和温度的变化而发生变化；对于常见的流体如水、油和空气等， μ随压强的变化不大，一般可以忽略；温度是影响μ值的主要因素，温度升高时，水的μ值减小，而气体的μ值则反而增大。水的黏性的大小还可以用ν来表示它的黏度μ与密度ρ的比值,即ν=μ/ρ ν的单位是m2/s或cm2/s。ν称为动力粘度。
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④水的压缩性：
当压强增大时，水的体积减小，同时密度增大，这一性质称为压缩性。水的压缩性很小，一般不必考虑，即把水看成是不可压缩的。但在某些特殊的情况下，这种压缩性就不能忽略不计。例如，水在管道内流动，当阀门突然关闭造成水击时，必须考虑水的压缩性。
⑤水的表面张力特性
液体与气体不同，它具有自由表面，而且存在着表面自动收缩到最小表面形状的力，这种力称为表面张力。由于表面张力的作用，就会产生一种毛细现象。例如水是浸润管壁的液体，它会沿毛细管上长；而水银是不浸润管壁的液体，它就会在毛细管中下降。毛细管现象在日常生活和工程技术中有重要作用。有些情况下应设法防止毛细现象造成的危害，例如为防止建筑物受潮，要设置防潮层；液体通过某些测量仪表的毛细管时，可能会产生很大的误差，影响测量结果。
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二、水静力学
1、静水压强及特性
重点掌握以下三点：
①静水压强的定义；②压强的单位；③静水压强的两个重要特性。
①静水压强的定义
物体单位面积上所承受的垂直压力，叫压强。同样，对于液体的压强是这样规定的。静止液体作用在与之接触的表面上的水压称为静水压力，单位面积上作用的静水压力称之为静水压强。静水压强有平均压强和点压强之分。如果用F表示液体垂直的作用力，单位是牛顿（N）；用A表示与作用力F垂直的面积，单位是m2，根据定义，可以得到液体静压强P的公式是：P=F/A（N/m2）
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②压