中职建筑设备工程课件：模块1基础理论知识.ppt

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1、模块1 基础理论知识12任务任务1 流体力学基本知识流体力学基本知识任务任务2 电工基本知识电工基本知识任务1 流体力学基本知识1.1 流体及其特点 物体有三态:固态、液态、气态。液体和气体统称为流体。1.1.1流体的基本特性流体的基本特性是具有流动性。液体:没有固定的形状，但有固定的体积，并能形成自由表面。液体各质点之间的内聚力极小，几乎不能承受拉力和抵抗拉伸变形，静止时一也不能承受剪切力，因而不能保持固定的形状。气体:没有固定的形状，一也没有固定的体积。(1)密度。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识密度和容重对于匀质流体，单位体积的质量称为流体的密度，用(kg/m3)表示:(2)容

2、重。对于匀质流体，单位体积的重量称为流体的容重，用(N/m3)表示:所以:上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识 流体的容重等于其密度和重力加速度的乘积。流体的密度和容重受外界压力和温度影响。选择流体的密度和容重数值时要对应其外界压力和温度。例如常说水的密度为1 OOOkg/m3，容重为9.81 kg/m3，指的是水在标准大气压下，温度为4时的数值。标准大气压下水的密度见表1一1.1.1.3勃滞性 流体处于运动状态时，流层间出现的对流动产生阻碍作用的内摩擦力称为钻滞力。流体具有钻滞力的性质称为流体的钻滞性。流体钻滞性的大小可用钻滞性系数表达，它们是与流体种类有关的系数。如表1一2、表1一3

3、所示。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识 流体的钻滞力与流体的种类、运动状态及温度有关。液体的钻滞力随温度升高而减弱，气体的钻滞力随温度升高而增强。1.1.4压缩性和膨胀性流体的压强增大，体积缩小，密度增大的性质，称为流体的压缩性。流体的温度升高，体积增大，密度减小的性质，称为流体的膨胀性。液体的压缩性和膨胀性都很小，在实际工程中，往往不考虑液体的压缩性，把液体看作不可压缩的流体。同样，除供热工程外，液体的膨胀性也可以不考虑。气体与液体不同，具有很大的压缩性和膨胀性。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识2流体压强及其表示方法静止和流动着的流体中都具有一定的压力，衡量压力的大小用压

4、力强度表示，简称压强。垂直作用在单位面积上的流体压力称为流体的压强。1.2.1压强的表示方法压强除采用单位面积上所受的力表示外，还经常采用大气压强、液柱高度表示。因为地球上大气压强的数值随高度不同而不同。为了使用方便对大气压强基准做了两种规定。(1)绝对压强:是以完全没有气体存在的绝对真空为零点算起的压强，以尸，表示。按此标准，测得海平面上的平均大气压强数值为101 332 Pa，称为标准大气压强，以paim表示。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识(2)相对压强:在实际应用中以绝对压强计算有诸多不便，而是以某一点(规定以标准大气压强101 332 Pa)为零点标准算起的压强，称为相对压

5、强，以P表示。在实际工程中，通常采用相对压强(表压强)，见图1一1.(3)绝对压强与相对压强的关系:式中 DI某点的绝对压强(Pa);DX,该点的相对压强(Pa);Dalm 标准大气压强(Pa)。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识 按照上述规定，任何点的绝对压强都是正值，而相对压强就可正可负。某点的绝对压强大于大气压强，其相对压强的数值为正值。某点的绝对压强小于大气压强，其相对压强数值为负值，称为负压，此时我们说该点处于真空状态。处于真空状态点的绝对压强比大气压强小的数值，称为真空度，以pz，表示。式中pa只大气压强。1.2.2压强的单位压强的表示方法不同，压强的单位一也不同。上一页

6、下一页返回任务1 流体力学基本知识(i)以单位面积所受的压力表示时:压强的单位为Pa,kPa,MPa(法定单位制)或kgf/c m2、kgf/m2(工程单位制)。(2)用标准大气压表示时:压强的单位为标准大气压(atm)。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识在工程中为计算方便，取98 100Pa为大气压计算标准，称为工程大气压(at)。1 at=98 100Pa=98.1 kPa(3)用液柱高度表示时:常用的单位是mH2O,mmH2O,mmHgo 1 at=l OmH2 0=736mmHg=98.1 kPa 1 atm=10.332mH2 0=760mmHg=101.332kPa1.3流

7、体的静压强及其基本方程式流体静压强及其特性上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识(1)流体静压强:静止的流体对容器壁具有压力，这个压力称之为流体的静压力。作用在整个作用面积上的流体静压力称为流体总静压力(F);作用在单位作用面积上的流体静压力称为流体静压强(Pa)。流体静压强:P=F/A(平均静压强)平均静压强反映作用面各点静压强的平均值，点静压强精确反映作用面各点的静压强。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识(2)静压强的特性:流体静压强垂直指向作用面;流体中任一点的静压强，在各方向上均相等;同一深度各点静压强相等，不同深度，静压强不等，静压强随深度增加而增大。1.3.2静压强基本

8、方程式式中P流体中任一点的静压强(Pa);p0 流体的表面压强(Pa);流体的容重(N/m3;h该点距自由表面的距离(m)。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识 上述静压强基本方程式说明:流体某一点的静压强与流体性质有关，与其表面压强有关，与深度有关;当流体一定、表面压强一定时，其静压强随深度变化而变化;同一深度各点静压强相等。如图1一2所示。1.4过流断面、流速、流量、流量公式1.(1)过流断面:与流体运动方向相垂直的流体横剖面。过流断面面积用符号A表示，单位为m2 或m3如图1一3所示。(2)流速:单位时间内流体所通过的距离，以符号v表示，单位为m/s或cm/s。由于流体内部的钻滞力

9、及流体流动时与固体管道内壁摩擦力的作用，流体内部各质点的流速是不同的，为方便取过流断面平均流速。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识(3)流量:单位时间内流体通过过流断面的体积或重量。常用体积流量口表示，单位为m2/h、m3/s或L/s体积流量公式:(4)体积流量公式:(5)连续流量方程式:上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识式中 Q1、Q2 断面1和断面2的体积流量;V1、V2 断面1和断面2的平均流速;A1、A2 过流断面1和过流断面2的面积。5流动阻力与压力损失流体在流动过程中，因为克服流动阻力，使流体具有的机械能量被消耗(转化为热能)一部分，这部分被消耗的能量称为压力损失(

10、阻力损失、水头损失、压力降)。流动阻力分为沿程阻力和局部阻力，压力损失亦分为沿程压力损失和局部压力损失。1.5.1沿程阻力和沿程压力损失气hf上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识 流体在直线管内流动时，因为流体的钻滞性及管内壁粗糙度产生的阻力，称为沿程摩擦阻力，简称沿程阻力。流体因克服沿程阻力消耗的能量称为沿程压力损失。沿程压力损失按下式计算:式中h f沿程压力损失(mH 2 O)上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识i单位长度沿程压力损失(mH 2 O/km)，可查有关设计手册;L计算管段长度(m);管道内壁粗糙度;d管径(m);v流速m/s);g重力加速度，g=9.81m/s。1

11、.5.2局部阻力与局部压力损失h;因为管道局部形状的改变(弯头、三通、阀门、变径等处)，使管内流体产生紊乱的流动(流速的大小和方向发生变化)产生的阻力，称为局部阻力。流体克服局部阻力所消耗的能量，称为局部压力损失。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识局部压力损失按下式计算:式中h1局部压力损失(mH2O);局部阻力损失系数。局部压力损失一般可根据经验采用总沿程压力损失的百分数进行估算。不同用途的室内给水管道系统，其局部水头损失占沿程水头损失的百分数一也不同。上一页 下一页返回任务1 流体力学基本知识生活给水管道为25%一30%;生产给水管网、生活、消防共用给水管网，生活、生产、消防共用给

12、水管网为20%;消火栓系统消防给水管网为10%;自动喷水灭火系统消防给水管网为20%;生产、消防共用给水管网为15%o总压力损失:式中h总压力损失(Pa,mH2O)。上一页 下一页返回任务2 电工基本知识2.1电路的组成电路就是电流流通的路径，不论电路的结构如何复杂，但就其作用来说，可以归纳为三个基本组成部分:电源、负载和中间环节，如图1-4所示。2.1.1 电源电源是一种将非电能转化为电能的装置，常用的电源有干电池、蓄电池和发电机等，它们分别将化学能和机械能转化为电能。2.1.2负载即用电设备，它是消耗电能的装置，其作用是将电能转化为非电能(如机械能、热能、光能等)。负载的大小是以在单位时间

13、内耗电量的多少来衡量的。上一页 下一页返回任务2 电工基本知识 2.1.3中间环节它包括连接导线及其测量控制保护装置，其作用是将电能从电源安全可靠地输送和分配到负载。电路中由负载和连接导线等组成的部分称为外电路，而电源内部的通路则称为内电路。2.2电路的种类按照电路中电流的特点，可以把电路分为直流电路与交流电路两种。所谓直流电路，就是在电路中流过的电流强度的大小和方向不随时间变化，其电流波形如图1-5 (a)所示。交流电路是指电路中流过的电流强度的大小和方向随时间的变化作周期性变化，其电流波形如图1一5 (b)所示。上一页 下一页返回任务2 电工基本知识 在实际应用中，或者说在实现能量的转换过

14、程中，交流电路比较方便。从电源讲，将其他形式的能量转变为电能的过程中，交流发电机与直流发电机相比，具有较高的经济效益。在电能的输送上，为了减少电能在输电线路上的损失和节约输电导线的材料，远距离送电都要采用高压(日前我国已采用5OOkV超高压输电线路)输送电能。这就需要采用变压器进行升压及降压，而交流变压器与直流变压器相比较而言，交流变压器结构更加简单，价格更低。在用电环节上，交流电一也优于直流电。在将电能向机械能转换过程中，交流电动机与直流电动机相比，它具有结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便等优点。正因为上述原因，日前无论在工农业生产上，还是在人们的日常生活中，都普遍使用交流电。上一页 下

15、一页返回任务2 电工基本知识2.3 正弦交流电正弦交流电是其大小及方向都随时间按正弦规律变化的电动势、电压、电流的统称。通常又简称为交流电。2.3.1正弦交流电电流强度图1一6所示为一交流电流的波形图，其电流强度的函数表达式如下:上一页 下一页返回任务2 电工基本知识式中Im正弦交流电的最大值;w正弦交流电的电角频率;o正弦交流电的初相位。交流电的最大值、电角频率、初相位统称为交流电的“三要素”，它们分别表达了 在三相四线制供电系统中，每根相线与中线之间的电压称为相电压，它们的有效值分别用UA,UB,UC认来表示。由于三相电源是对称的，所以:上一页 下一页返回任务2 电工基本知识UA=UB=U

16、C=U相 相线与相线之间的电压称为线电压，它们的有效值分别用UAB,UBC,UCA认、来表示。同样:线电压与相电压有效值之间有如下关系:上一页 下一页返回任务2 电工基本知识 常用的三相四线制供电系统中，相电压为220 V，其线电 。一般称为三相四线380/220V供电系统。三相四线380/220V供电方式的最大特点是:可以同时向用户提供两种不同大小的三相对称交流电压，是建筑中常用的供电方式。2.3.6三相负载的星形连接就一盏灯来讲，它是单相负载。但若干个单相负载经一定的组合，接在三相四线供电系统中，它就可成为一组三相负载。三相负载中各用电设备要求由三相四线供电系统的相电压时，此三相负载应采用

17、星形连接的方式接人系统。所谓星形连接就是将各项负载的一端都接在供电系统的中线上，而将各项负载的另一端分别与供电系统的三根相线连接，如图1一8所示。上一页 下一页返回任务2 电工基本知识 例如，有一幢三层的教学大楼，每层均装有401%的日光灯80盏，额定电压220 V,由三相四线380/220V供电。此时可将A相相线引至一楼，B相相线引至二楼，(相相线引至三楼;同时，中线一分为三，每层引去一支。这样，每层均有一根相线和一根中线，所有日光灯均接在一根相线与一根中线之间，得到的电压均为220 V相电压。此时，中线上可能会有三相不平衡电流通过，因此，供电规程规定，在三相四线制供电系统中，中线上不得装设开关和熔断器。上一页 下一页返回谢谢观赏表1一1 水的密度(标准大气压下)返回表1一2 水的戮滞性系数返回表1一3 个标准大气压下空气的戮滞性系数返回图1一1 绝对压强与相对压强返回图1-2 流体静压强分布图返回图1一3 讨流断面返回图1一4 电路的组成返回图1一5 电流强度示竟图返回图1-8 三相负载的星形连接返回