腐蚀性介质和多相流体的流量测量技术
流量测量涉及广泛的应用领域。过程测量、能源计量、环境保护、交通运输等高耗能领域对流量测量的需求急速增长，为流量测量技术提出了新的要求。不仅要求流量测量仪表耐高温高压，而且能自动补偿参数变化对测量精度的影响，从节约能源、成本核算、贸易往来及医药卫生等方面的特殊要求考虑，要求流量测量精度高、压损小、可靠性高。
新技术、新器件、新材料和新工艺及新软件的开发应用，使得流量计的测量准确度越来越高，流量的测量范围越来越广。同时流量计对测量介质的要求在降低，适用范围也越来越宽，智能化程度及可靠性得到了很大的提高。
腐蚀性介质的流量测量
腐蚀是金属在其环境中由于化学作用而遭受破坏的现象。一切金属与合金对于某些特定环境可以是耐腐蚀的，但是在另一些环境中却对腐蚀又很敏感。一般来说，对于所有环境都耐腐蚀的工业用金属材料是不存在的。
腐蚀可以分为均匀腐蚀（uniformcorrosion）或全面腐蚀（general corrosion）与局部腐蚀（localized corrosion）。全面腐蚀的腐蚀速度可用mm/a（每年腐蚀的毫米数）等单位来表示。通常将腐蚀速度在0.1mm/a以下的材料作为耐腐蚀材料。对于腐蚀速度较此再大一个数量级，也即腐蚀速度为1mm/a材料，对于一般设备有时可酌情定为可以使用的材料。对于流量仪表的测量元件，则是不容许的。根据腐蚀速度的大小，可以预测金属的使用寿命。
1、腐蚀性介质对流量测量仪表的损害
介质的腐蚀性对流量测量仪表是个严重威胁，只有像夹装式超声波流量计等个别种类的流量计受腐蚀影响较小。
a.腐蚀性介质将流量测量仪表与介质直接接触的关键零部件腐蚀，使之损坏，丧失功能。例如，腐蚀造成差压变送器膜片损坏，硅油外漏而完全失效。电磁流量计电极因腐蚀引起
流量测量中常用的流体参数 对工业管道流体流动规律的研究、流量测量计算以及仪表选型时，都要遇到一系列反映流体属性和流动状态的物理参数．这些参数，常用的有流体的密度、粘度、绝热指数(等熵指数)、体积压缩系数以及雷诺数、流速比(马赫数)等；这些物理参数都与温度．压力密切相关。流量测量的一次元件的设计以及二次仪表的校验，都是在一定的压力和温度条件下进行的。若实际工况超过设计规定的范围，即需作相应的修正。 一、流体的密度 流体的密度( )是流体的重要参数之一，它表示单位体积内流体的质量。在一般工业生产中，流体通常可视为均匀流体，流体的密度可由其质量和体积之商求出： ＝（1－2） 式中m——流体的质量，kg； V——质量为m的流体所占的体积，m3 密度的单位换算见表1—3。
各种流体的密度都随温度、压力改变而变化．在低压及常温下，压力变化对液体密度的影响很小，所以工程计算上往往可将液体视为不可压缩流体，即可不考虑压力变化的影响．但这只是一种近似计算。而气体，温度、压力变化对其密度的影响较大，所以表示气体密度时，必须严格说明其所处的压力、温度状况．工业测量中，有时还用“比容”这一参数。比容数是密度数的倒数，单位为m3／kg。 二、流体的粘度 流体的粘度是表示流体内摩擦力的一个参数。各种流体的粘度不同，表示流动时的阻力各异。粘度也是温度、压力的函数．一般说来，温度上升，液体的粘度就下降，气体的粘度则上升．在工程计算上液体的粘度，只需考虑温度对它的影响，仅在压力很高的情况下才需考虑压力的影响。水蒸气及气体的粘度与压力、温度的关系十分密切．表征流体的粘度，通常采用动力粘度( )和运动粘度(v)，有时也采用恩氏粘度(°E)．
D D y S x e P gh2 gh1 h2 h1 b L y C C D D y x P hc 第一章 绪论 单位质量力： m F f B m = 密度值： 3 m kg 1000=水ρ， 3 m kg 13600=水银ρ， 3 m kg 29.1=空气ρ 牛顿内摩擦定律：剪切力： dy du μ τ=， 内摩擦力：dy du A T μ= 动力粘度： ρυ μ= 完全气体状态方程：RT P =ρ 压缩系数： dp d 1dp dV 1ρρκ= -=V （N m 2 ） 膨胀系数：T T V V V d d 1d d 1ρρα - == (1/C ?或1/K) 第二章 流体静力学+ 流体平衡微分方程： 01;01;01=??-=??-=??- z p z y p Y x p X ρρρ 液体平衡全微分方程：)(zdz ydy xdx dp ++=ρ 液体静力学基本方程：C =+ +=g p z gh p p 0ρρ或 绝对压强、相对压强与真空度：a abs P P P +=；v a abs P P P P -=-= 压强单位换算：水银柱水柱mm 73610/9800012 ===m m N at 2/101325 1m N atm = 注： h g P P →→ρ ； P N at →→2m /98000乘以 2/98000m N P a = 平面上的静水总压力：（1）图算法 Sb P = 作用点e h y D +=α sin 1 ) () 2(32121h h h h L e ++= ρ 若01 =h ，则压强为三角形分布，3 2L e y D == ρ 注：①图算法适合于矩形平面；②计算静水压力首先绘制压强分布图， α 且用相对压强绘制。 （2）解析法 A gh A p P c c ρ== 作用点A y I y y C xc C D + = 矩形12 3 bL I xc = 圆形 64 4 d I xc π= 曲面上的静水总压力： x c x c x A gh A p P ρ==；gV P z ρ= 总压力z x P P P += 与水平面的夹角 x z P P arct an =θ 潜体和浮体的总压力： 0=x P 排浮gV F P z ρ== 第三章 流体动力学基础 质点加速度的表达式??? ? ? ? ??? ??+??+??+??=??+??+??+??=??+??+??+??=z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z u u y u u x u u t u a z z z y z x z z y z y y y x y y x z x y x x x x A Q V Q Q Q Q Q G A = === ? 断面平均流速重量流量质量流量体积流量g udA m ρρ 流体的运动微分方程： t z t y t x d du z p z d du y p Y d du x p X = ??-=??-=??- ρρρ1;1;1 不可压缩流体的连续性微分方程 ： 0z u y u x u z y x =??+??+?? 恒定元流的连续性方程： dQ A A ==2211d u d u 恒定总流的连续性方程：Q A A ==2211νν 无粘性流体元流伯努利方程：g 2u g p z g 2u g p z 2 2 222 111++=++ρρ 粘性流体元流伯努利方程： w 2 2222111'h g 2u g p z g 2u g p z +++=++ρρ
《计算流体力学》课程大作业 作业内容：3-4人为小组完成数值模拟，在第8次课上每组进行成果展示，并在课程结束后每组上交一份纸质版报告。 数值模拟实现形式：自编程或者使用任意的开源、商业模型。 成果展示要求：口头讲述和幻灯片结合的方式，每组限时10分钟（8分钟讲述，2分钟提问和讨论）。 报告要求：按照期刊论文的思路和格式进行撰写（包括但不限于如下内容：摘要、绪论\引言、数值模型简介、数值结果分析\讨论、结论、参考文献）。 （以下题目二选一） 题目一：固定单方柱扰流问题 根据文章《Interactions of tandem square cylinders at low Reynolds numbers》中的实验进行数值模拟，完成但不局限于如下工作： （1）根据Fig. 2 中的雷诺数和方柱排列形式，进行相同雷诺数不同间距比情况下的方柱绕流数值模拟，并做出流线图和Fig.2中的结果对比。 （2）根据Fig. 3 中的雷诺数和方柱排列形式，进行相同雷诺数后柱不同转角情况下的方柱绕流数值模拟，并做出流线图和Fig.3中的结果对比。 （3）根据Fig. 12, 13 中的雷诺数和方柱间距比的设置进行数值模拟，作出频率、斯特劳哈尔数、阻力系数随雷诺数变化的折线并与图中对应的折线画在同一坐标系下比较。 （中共有4条折线，对应4种不同的方柱排列形式下的物理参数随雷诺数变化的规律，仅需选取单柱模型和其中一种双柱模型进行数值模拟，共计16个工况）。 题目二：溃坝问题 根据文章《Experimental investigation of dynamic pressure loads during dam break》中的实验进行数值模拟，完成但不局限于如下工作： （1）分别完成二维、三维的溃坝的数值建模，讨论二维、三维模型的区别。 （2）分别将二维、三维溃坝的数值模拟结果和Fig. 7,10中各时刻的自由面形态进行对比，并分别观测溃坝前端水舌的位置随时间的变化，其结果和Fig. 12 种的各试验结果放在同一坐标系下进行对比。 （3）根据实验设置数值观测点，分别观测与实验测点相对应的数值观测点上的水体高度、压力随时间的变化曲线，并和Fig.16, 18,21,30,31,32,33,35中的实验结果进行对比。
5 目次 1 总则 1.1 范围 1.2 引用标准 2 管道布置设计 2.1 一般要求 2.2 酸性气管道 2.3 酸、碱、酚等介质管道 1 总则 1.1 范围 1.1.1 本标准规定了石油化工装置内腐蚀性介质和有毒介质的管道设计的一般要求、酸性气管道布置和酸、碱、酚等介质管道布置的要求。 1.1.2 本标准适用于石油化工装置内酸性气、酸、碱、酚、含硫、含氨等腐蚀性介质和有毒介质的管道设计。 本标准不包括有特殊要求的极度危害介质、高度危害介质和强腐蚀介质的管道设计。 1.2 引用标准 使用本标准时，应使用下列标准最新版本。 GB 50316 《工业金属管道设计规范》 SH 3012 《石油化工管道布置设计通则》 SEPD 0001 《配管设计规定》
2 管道布置设计 2.1 一般要求 2.1.1 腐蚀性介质和有毒介质管道布置设计的一般要求应符合GB 50316、SH 3012及SEPD 0001中的有关规定。 2.1.2 输送腐蚀性或有毒介质的管道不宜埋地敷设，应尽量架空或地面敷设。确实需要埋地敷设时，除阀门外均应采用焊接连接，阀门应设置在阀门井中，以便检查和维护。 2.1.3 输送腐蚀性或有毒介质的管道架空敷设时，应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身或设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或机泵上方，否则应设安全防护。 2.1.4 输送易冻结或易析出结晶及易产生冷凝液的腐蚀性介质管道，设计时应尽量避免出现袋形或盲肠。 2.1.5 输送腐蚀性或有毒介质的管道，在低点处不得任意设置放液口。自采样、溢流、事故及管道低点排出的腐蚀性或有毒介质不得就地排放或直接排入排水系统，应排入收集系统或其他收集设施，经处理后排放。 2.1.6 布置在多层管廊上的腐蚀性介质管道宜布置在下层，并不应布置在驱动设备的正上方。 2.1.7 输送腐蚀性或有毒介质的污水沟渠、埋地管及检查井等，必须进行防渗漏和防腐蚀处理。 2.2 酸性气管道 2.2.l 酸性气管道布置设计除应符合2.1的要求外，还应符合以下要求： a) 酸性气管道水平布置时，应有不小于0.2%的坡度，并坡向分液设备。管道应尽量避免出现袋形； b) 脱硫装置酸性气管道的氮气吹扫应在酸性气管道的最上游端接入； c) 硫磺回收、氧化沥青、氯碱、硝酸和硫酸等装置排出的尾气，必须进行处理。硫磺回收装置尾气管道的低点处应有液硫排放口； d) 所有酸性气管道上的阀门应按照工艺要求选用抗硫阀或其他防腐阀门。 2.2.2 酸性气管道采用碳钢管材时，因凝液腐蚀管道，为保证管内介质不凝结，应设置伴热管，但应注意不能影响工艺温度要求。 2.3 酸、碱、酚等介质管道
1流体中稳定流动和均匀流动的区别 （1）①根据当地加速度是否为0，即流体运动要素是否随时间变化，流体分为 稳定流动和不稳定流动。 ②根据迁移加速度是否为0，即流体运动要素是否随空间参数变化，流体 分为均匀流和非均匀流。（非均匀流又分为缓变流和急变流） （2）稳定流动是流场中流体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间改变 的流动。 （3）均匀流动是指流场中同一直线上的各流体质点的运动要素沿程不变（不随 空间参数变化）的流动。 （4）稳定流的流线可以为曲线。均匀流的流线不能为曲线，只能是一元流动。 2迹线方程最后是写成多个还是整合成一个？ 答：如果迹线方程可以合并为一个，尽量合并为一个，并且尽量消掉参数t 。如果不能合并，就不用合并。理论上说都是可以的，但是从考试的答案来说，基本上都是合并的。 流体力学基本公式 1.牛顿内摩擦定律 （1）表达式： dy du μτ±=。 （2）内摩擦定律与三个因素相关，粘性切应力与流体粘度和速度梯度有关，与 压力的大小关系不大。 （3）适用条件：牛顿流体的层流运动。 2.欧拉平衡微分方程 （1）01=??-x p X ρ，01=??-y p Y ρ，01=??-z p Z ρ （2）适用于绝对静止状态和相对静止状态，可压缩流体和不可压缩流体。 3.静力学基本方程式 （1） g p z g p z ρρ2 211+=+ （2）适用条件：重力作用下、静止的、连通的、均质流体。 （3）几何意义：静止流体中，各点的测压管水头为常数。 （4）物理意义：静止流体中，各点的总比能为常数。 4.连续性方程
（1）适用于系统的质量守恒定律在控制体上的应用。 （2）三种形式：一般形式，恒定流，不可压缩流。 ①一般形式：0)()()(=??+??+??+??z u y u x u t z y x ρρρρ ②恒定流：0)()()(=??+??+??z u y u x u z y x ρρρ ③不可压缩流体：0=??+??+??z u y u x u z y x 5.欧拉运动方程 （1） dt du z p Z dt du y p Y dt du x p X z y x =??-=??-=??-ρρρ1,1,1 （2）适用条件：所有理想流体。 6．理想流体的伯努利方程 （1）2211221222p u p u z z g g g g ρρ++=++ （2）适用条件：理想流体；不可压缩流体；质量力只有重力；沿稳定流的流线 或微小流束。 （3）几何意义：沿流线总水头为常数。 （4）物理意义：沿流线总比能为常数。 7.实际流体总流的伯努利方程 （1）221112221222w p v p v z z h g g g g ααρρ++=+++ （2）适用条件：实际流体稳定流；不可压缩流体；质量力只有重力；所取断面 为缓变流断面。 （3）动能修正系数α：总流有效断面上的实际动能与按平均流速算出的假想动 能的比值。1α>，由断面上的速度分布不均匀引起，不均匀性越大，α越大。 8.动量方程 （1）() 21=Q F v v ρ-∑
计算机网络原理网络介质访问控制方法 在计算机网络里，访问资源意味着使用资源。访问资源的方法在将数据发送到网络过程中的作用主要说明3种访问资源的方法：载波侦听多路访问方法、令牌传递和按优先权满足要求。 定义计算机如何把数据发送到网络电缆上以及如何从电缆上获取数据的一套规则叫做访问方法。一旦数据开始在网络上传送，访问方法就可以帮助调整网络上的数据流量。例如，网络从某种程度来讲与铁路线路有些相似。有几辆火车必须遵守一个规程，这个规程规定了火车应该如何以及什么时候加入到车流中。如果没有这个规程，加入到车流的火车就会和已经在线路上的火车碰撞。 但是，铁路系统和计算机网络系统之间有着重要区别。在计算机网络上，所有的通信量看起来都是连续的没有中断。事实上，这是外表上的连续只是一种假象。实际上，计算机以很短的时间访问网络。计算机网络通信量的高速传输也产生了更多的不同之处。 多台计算机必须共享对连接它们的电缆的访问。但是，如果两台计算机同时把数据发送到电缆上，一台计算机发送的数据包就会和另一台计算机发送的数据包发生冲突，导至两个数据包全部被破坏。图8-5给出了两台计算机同时试图访问网络时的情形。 图8-5 如果两台计算机同时把数据发送到电缆上就会发生冲突 如果数据通过网络从一个用户发送到另一个用户，或者从服务器上访问数据，就需要使用某种方法使该数据不与其他的数据冲突。而且，接收数据的计算机必须具有某种保障机制来使数据在传送中不会受到数据冲突的破坏。 不同的访问方法在处理数据上的方式上应一致。如果不同的计算机使用不同的访问方法，那么某些访问方法会独占电缆，所以会导致网络瘫痪。 访问方法要避免计算机同时访问电缆。通过保证某一时刻只有一台计算机可以向网络发送数据，访问方法能够保证网络数据的发送和接收是有序过程。用来防止连续使用网络介质的3种访问方法： ●载波侦听多路访问方法 ●令牌传递方法允许只有一台计算机可以发送数据 ●按优先权满足请求方法 1．带有冲突检测的载波侦听多路存取访问方法 使用带有冲突检测的载波侦听多路存取方法，网络上的每台计算机均检测网络的通信量。图8-6给出了计算机何时可以发送数据，何时不可以发送数据的情形。
一.选择题 1.牛顿内摩擦定律适用于（）。 A．任何流体B．牛顿流体C．非牛顿流体 2.液体不具有的性质是（）。 A．易流动性B．压缩性C．抗拉性D．粘滞性 3连续介质假定认为流体（）连续。 A．在宏观上B．在微观上C．分子间D．原子间 4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（）。 A．时间B．质量C．长度D．力． 5.在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（） A．切向力、正压力B．正压力C．正压力、重力D．正压力、切向力、重力 6．下述哪些力属于质量力( ) A．惯性力B．粘性力C．弹性力D．表面张力E．重力 7．某点存在真空时，（）（） A．该点的绝对压强为正值B．该点的相对压强为正值c.该点的绝对压强为负值D．该点的相对压强为负值 8.流体静压强的（）。 A．方向与受压面有关B．大小与受压面积有关B．大小与受压面方位无关 9.流体静压强的全微分式为（）。 A．B．C． 10.压强单位为时，采用了哪种表示法（）。 A．应力单位B．大气压倍数C．液柱高度 11.密封容器内液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面（）。A．高于容器内液面B．低于容器内液面C．等于容器内液面 12.流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。 A.动量守恒 B. 质量守恒 C.能量守恒 D. 力的平衡 13. 流线和迹线重合的条件为（）。
A.恒定流 B.非恒定流 C.非恒定均匀流 14.总流伯努利方程适用于（）。 A.恒定流 B.非恒定流 C.可压缩流体 15. 总水头线与测压管水头线的基本规律是：（）、（） A.总水头线总是沿程下降的。 B.总水头线总是在测压管水头线的上方。 C.测压管水头线沿程可升可降。 D.测压管水头线总是沿程下降的。 16 管道中液体的雷诺数与（）无关。 A. 温度 B. 管径 C. 流速 D. 管长 17.. 某圆管直径d=30mm，其中液体平均流速为20cm/s。液体粘滞系数为0.0114cm3/s，则此管中液体流态为（）。 A. 层流 B. 层流向紊流过渡 C.紊流 18.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（）A呈抛物线分布B. 呈对数线分布 C.呈椭圆曲线分布 D. 呈双曲线分布 19.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（） A 1.0倍B.1/3倍C. 1/4倍D. 1/2倍 20.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（）成正比. A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次方 21..圆管的水力半径是( ) A. d/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5. 22谢才公式中谢才系数的单位是（）A. 无量纲B. C. D. . 23. 判断层流和紊流的临界雷诺数是（） A.上临界雷诺数 B.下临界雷诺数 C.上下临界雷诺数代数平均 D.上下临界雷诺数几何平均 24.. 对于管道无压流，当充满度分别为（）时，其流量和速度分别达到最大。 A. 0.5, 0.5 B. 0.95, 0.81 C. 0.81, 081 D. 1.0, 1.0 25.对于a, b, c三种水面线，下列哪些说法是错误（）（） A．所有a、c型曲线都是壅水曲线，即，水深沿程增大。B．所有b型曲线都是壅水曲线，即，水深沿程增大。C．所有a、c型曲线都是降水曲线，即，水深沿程减小。C．所有b型曲线都是降水曲线，即，水深沿程减
目次 1 总则 1.1 范围 1.2 引用标准 2 管道布置设计 2.1 一般要求 2.2 酸性气管道 2.3 酸、碱、酚等介质管道 1 总则 1.1 范围 1.1.1 本标准规定了石油化工装置内腐蚀性介质和有毒介质的管道设计的一般要求、酸性气管道布置和酸、碱、酚等介质管道布置的要求。 1.1.2 本标准适用于石油化工装置内酸性气、酸、碱、酚、含硫、含氨等腐蚀性介质和有毒介质的管道设计。 本标准不包括有特殊要求的极度危害介质、高度危害介质和强腐蚀介质的管道设计。 1.2 引用标准 使用本标准时，应使用下列标准最新版本。GB 50316 《工业金属管道设计规范》SH 3012 《石油化工管道布置设计通则》SEPD 0001 《配管设计规定》 2 管道布置设计 2.1 一般要求 2.1.1 腐蚀性介质和有毒介质管道布置设计的一般要求应符合GB 50316、SH 3012及SEPD 0001中的有关规定。 2.1.2 输送腐蚀性或有毒介质的管道不宜埋地敷设，应尽量架空或地面敷设。确实需要埋地敷设时，除阀门外均应采用焊接连接，阀门应设置在阀门井中，以便检查和维护。 2.1.3 输送腐蚀性或有毒介质的管道架空敷设时，应避免由于法兰、螺纹和填料密封等泄漏而造成对人身或设备的危害。易泄漏部位应避免位于人行通道或机泵上方，否则应设安全防护。 2.1.4 输送易冻结或易析出结晶及易产生冷凝液的腐蚀性介质管道，设计时应尽量避免出现袋形或盲肠。 2.1.5 输送腐蚀性或有毒介质的管道，在低点处不得任意设置放液口。自采样、溢流、事故及管道低点排出的腐蚀性或有毒介质不得就地排放或直接排入排水系统，应排入收集系统或其他收集设施，经处理后排放。 2.1.6 布置在多层管廊上的腐蚀性介质管道宜布置在下层，并不应布置在驱动设备的正上方。 2.1.7 输送腐蚀性或有毒介质的污水沟渠、埋地管及检查井等，必须进行防渗漏和防腐蚀处理。2.2 酸性气管道 2.2.l 酸性气管道布置设计除应符合2.1的要求外，还应符合以下要求：
第1章 流体力学的基本概念 流体力学是研究流体的运动规律及其与物体相互作用的机理的一门专门学科。本章叙述在以后章节中经常用到的一些基础知识，对于其它基础内容在本科的流体力学或水力学中已作介绍，这里不再叙述。 连续介质与流体物理量 连续介质 流体和任何物质一样，都是由分子组成的，分子与分子之间是不连续而有空隙的。例如，常温下每立方厘米水中约含有3×1022 个水分子，相邻分子间距离约为3×10－8 厘米。因而，从微观结构上说，流体是有空隙的、不连续的介质。 但是，详细研究分子的微观运动不是流体力学的任务，我们所关心的不是个别分子的微观运动，而是大量分子“集体”所显示的特性，也就是所谓的宏观特性或宏观量，这是因为分子间的孔隙与实际所研究的流体尺度相比是极其微小的。因此，可以设想把所讨论的流体分割成为无数无限小的基元个体，相当于微小的分子集团，称之为流体的“质点”。从而认为，流体就是由这样的一个紧挨着一个的连续的质点所组成的，没有任何空隙的连续体，即所谓的“连续介质”。同时认为，流体的物理力学性质，例如密度、速度、压强和能量等，具有随同位置而连续变化的特性，即视为空间坐标和时间的连续函数。因此，不再从那些永远运动的分子出发，而是在宏观上从质点出发来研究流体的运动规律，从而可以利用连续函数的分析方法。长期的实践和科学实验证明，利用连续介质假定所得出的有关流体运动规律的基本理论与客观实际是符合的。 所谓流体质点，是指微小体积内所有流体分子的总体，而该微小体积是几何尺寸很小（但远大于分子平均自由行程）但包含足够多分子的特征体积，其宏观特性就是大量分子的统计平均特性，且具有确定性。 流体物理量 根据流体连续介质模型，任一时刻流体所在空间的每一点都为相应的流体质点所占据。流体的物理量是指反映流体宏观特性的物理量，如密度、速度、压强、温度和能量等。对于流体物理量，如流体质点的密度，可以地定义为微小特征体积内大量数目分子的统计质量除以该特征体积所得的平均值，即 V M V V ??=?→?'lim ρ （1-1） 式中，M ?表示体积V ?中所含流体的质量。 按数学的定义，空间一点的流体密度为 V M V ??=→?0 lim ρ （1-2）
1 提出问题 [问题描述] Sod 激波管问题是典型的一类Riemann 问题。如图所示，一管道左侧为高温高压气体，右侧为低温低压气体，中间用薄膜隔开。t=0 时刻，突然撤去薄膜，试分析其他的运动。 Sod 模型问题：在一维激波管的左侧初始分布为：0 ,1 ,1111===u p ρ，右侧分布为：0 ,1.0 ,125.0222===u p ρ，两种状态之间有一隔膜位于5.0=x 处。隔膜突然去掉，试给出在14.0=t 时刻Euler 方程的准确解，并给出在区间10≤≤x 这一时刻u p , ,ρ的分布图。 2 一维Euler 方程组 分析可知，一维激波管流体流动符合一维Euler 方程，具体方程如下： 矢量方程： 0U f t x ??+=?? (0.1) 分量方程： 连续性方程、动量方程和能量方程分别是： 2 22,,p u ρ
() ()()()2 000u t x u u p t x x u E p E t x ρρρρ???+ =?????????++=? ??????+?????+ =????? (0.2) 其中 22v u E c T ρ?? =+ ?? ? 对于完全气体，在量纲为一的形式下，状态方程为： ()2 p T Ma ργ∞ = (0.3) 在量纲为一的定义下，定容热容v c 为： () 21 1v c Ma γγ∞= - (0.4) 联立(1.2)，(1.3)，(1.4)消去温度T 和定容比热v c ，得到气体压力公式为： ()2112p E u γρ??=-- ??? (0.5) 上式中γ为气体常数，对于理想气体4.1=γ。 3 Euler 方程组的离散 3.1 Jacibian 矩阵特征值的分裂 Jacibian 矩阵A 的三个特征值分别是123;;u u c u c λλλ==+=-，依据如下算法将其分裂成正负特征值： () 12 222 k k k λλελ±±+= (0.6) 3.2 流通矢量的分裂 这里对流通矢量的分裂选用Steger-Warming 分裂法，分裂后的流通矢量为 ()()()()()()()12312322232121212122f u u c u c u u c u c w γλλλργλλλγλλγλ?? ? -++ ?=-+-++ ? ? ? -+-+++ ??? ＋＋＋＋＋＋＋ ＋＋ ＋＋ (0.7)
介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性
介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级原则是什么？ 答：（1）职业性接触毒物危险程度分级，是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。 （2）分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级依据是什么？ 答：（1）急性毒性 以动物试验得出的呼吸道吸入半数致死浓度（LC ）或经口、经皮半数致死量（LD50） 50 或LD50最低值作为急性毒性指标。 的资料为准，选择其中LC 50 （2）急性中毒发病状况 是一项以急性中毒发病率与中毒后果为依据的定性指标：可分为易发生、可发生、偶而发生中毒及不发生急性中毒四级。将易发生致死性中毒或致残定为中毒后果严重；易恢复的定为预后良好。 （3）慢性中毒患病状况 一般以接触毒物的主要行业中，工人的中毒患病率为依据，但在缺乏患病率资料时，可取中毒症状或中毒指标的发生率。 （4）慢性中毒后果 依据慢性中毒的结局，分为脱离接触后，继续进展或不能治愈、基本治愈、自行恢复四级。并可依据动物试验结果的受损病变性质（进行性、不可逆性、可逆性）、靶器官病理生理特性（修复、再生、功能储备能力），确定其慢性中毒后果。 （5）致癌性 主要依据国际肿瘤研究中心公布的或其他公认的有关该毒物的致癌性资料，确定为人体致癌物、可疑人体致癌物、动物致癌物及无致癌性。 （6）最高容许浓度 主要以《工业企业设计卫生标准》TJ36-70中表4车间空气中有害物质最高容许浓度值为准。
我所认识的介质访问控制方法 介质访问控制(medium access control)简称MAC，是用于解决当局域网中共用信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用权问题。 数据链路层，位于IOS参考模型的第二层，是在物理层提供的服务的基础之上，向网络层提供服务。其中，数据链路层最基本的服务就是将源机网络层获取的数据可靠地传输到位于相邻节点的目标机网络层中去。其主要功能有：其一是如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧（frame），帧是数据链路层的传送单位；其二是如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使与接收方相匹配；其三是在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。而介质访问控制MAC就是局域网的数据链路层的一个子层，位于链路层的下层。 局域网中目前广泛采用的两种介质访问控制方法，用于不同的拓扑结构，分别是：争用型介质访问控制，又称随机型的介质访问控制协议，如CSMA/CD方式；确定型介质访问控制，又称有序的访问控制协议，如Token（令牌）方式。接下来就介绍这两种介质访问控制协议。 1、CSMA/CD CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect ) 即载波监听多路访问/冲突检测机制，是争用型介质访问控制协议。最早的CSMA方法起源于美国夏威夷大学的ALOHA广播分组网络，1980年美国DEC、Intel和Xerox公司联合宣布以太网采用CSMA技术。 在CSMA中，由于信道传播随机时延的存在，即使通信双方的站点都没有侦听到载波信号，在传送数据时仍可能会发生碰撞冲突。因为他们可能会在检测到介质空闲时同时发送数据，致使冲突发生。尽管CSMA可以发现冲突，但它并没有先知的冲突检测和阻止功能，致使冲突发生频繁。因此，在CSMA访问协议的基础上添加了预先碰撞检测功能，形成了现在应用广泛的CSMA/CD。 CSMA/CD这种访问适用于总线型和树形拓扑结构，主要目的是提供寻址和媒体存取的控制方式，使得不同设备或网络上的节点可以在多点的网络上通信而不相互冲突。其工作原理是如下： A.发送数据前，先侦听信道是否空闲。
一.选择题 1.牛顿摩擦定律适用于（）。 A．任何流体B．牛顿流体C．非牛顿流体 2.液体不具有的性质是（）。 A．易流动性B．压缩性C．抗拉性D．粘滞性 3连续介质假定认为流体（）连续。 A．在宏观上B．在微观上C．分子间D．原子间 4.在国际单位制中流体力学基本量纲不包括（）。 A．时间B．质量C．长度D．力． 5.在静水中取一六面体，作用在该六面体上的力有（） A．切向力、正压力B．正压力 C．正压力、重力 D．正压力、切向力、重力 6．下述哪些力属于质量力 ( ) A．惯性力B．粘性力C．弹性力D．表面力 E．重力 7．某点存在真空时，（）（） A．该点的绝对压强为正值B．该点的相对压强为正值 c.该点的绝对压强为负值D．该点的相对压强为负值 8.流体静压强的（）。 A．方向与受压面有关 B．大小与受压面积有关 B．大小与受压面方位无关 9.流体静压强的全微分式为（）。 A．B．C． 10.压强单位为时，采用了哪种表示法（）。 A．应力单位B．大气压倍数C．液柱高度 11.密封容器液面压强小于大气压强，其任一点的测压管液面（）。A．高于容器液面B．低于容器液面C．等于容器液面 12.流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。 A.动量守恒 B. 质量守恒 C.能量守恒 D. 力的平衡 13. 流线和迹线重合的条件为（）。
A.恒定流 B.非恒定流 C.非恒定均匀流 14.总流伯努利方程适用于（）。 A.恒定流 B.非恒定流 C.可压缩流体 15. 总水头线与测压管水头线的基本规律是：（）、（） A.总水头线总是沿程下降的。 B.总水头线总是在测压管水头线的上方。 C.测压管水头线沿程可升可降。 D.测压管水头线总是沿程下降的。 16 管道中液体的雷诺数与（）无关。 A. 温度 B. 管径 C. 流速 D. 管长 17.. 某圆管直径d=30mm，其中液体平均流速为20cm/s。液体粘滞系数为0.0114cm3/s，则此管中液体流态为（）。 A. 层流 B. 层流向紊流过渡 C.紊流 18.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是（） A呈抛物线分布 B. 呈对数线分布 C.呈椭圆曲线分布 D. 呈双曲线分布 19.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（） A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍 D. 1/2倍 20.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（）成正比. A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次方 21..圆管的水力半径是 ( ) A. d/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5. 22才公式中才系数的单位是（） A. 无量纲 B. C. D. . 23. 判断层流和紊流的临界雷诺数是（） A.上临界雷诺数 B.下临界雷诺数 C.上下临界雷诺数代数平均 D.上下临界雷诺数几何平均 24.. 对于管道无压流，当充满度分别为（）时，其流量和速度分别达到最大。 A. 0.5, 0.5 B. 0.95, 0.81 C. 0.81, 081 D. 1.0, 1.0 25.对于a, b, c三种水面线，下列哪些说法是错误（）（） A．所有a、c型曲线都是壅水曲线，即，水深沿程增大。 B．所有b型曲线都是壅水曲线，即，水深沿程增大。 C．所有a、c型曲线都是降水曲线，即，水深沿程减小。 C．所有b型曲线都是降水曲线，即，水深沿程减
介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级原则是什么？ 答：（1）职业性接触毒物危险程度分级，是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。（2）分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级依据是什么？ 答：（1）急性毒性 以动物试验得出的呼吸道吸入半数致死浓度（LC50）或经口、经皮半数致死量（LD50）的资料为准，选择其中LC50或LD50最低值作为急性毒性指标。 （2）急性中毒发病状况 是一项以急性中毒发病率与中毒后果为依据的定性指标：可分为易发生、可发生、偶而发生中毒及不发生急性中毒四级。将易发生致死性中毒或致残定为中毒后果严重；易恢复的定为预后良好。 （3）慢性中毒患病状况 一般以接触毒物的主要行业中，工人的中毒患病率为依据，但在缺乏患病率资料时，可取中毒症状或中毒指标的发生率。 （4）慢性中毒后果 依据慢性中毒的结局，分为脱离接触后，继续进展或不能治愈、基本治愈、自行恢复四级。并可依据动物试验结果的受损病变性质（进行性、不可逆性、可逆性）、靶器官病理生理特性（修复、再生、功能储备能力），确定其慢性中毒后果。 （5）致癌性 主要依据国际肿瘤研究中心公布的或其他公认的有关该毒物的致癌性资料，确定为人体致癌物、可疑人体致癌物、动物致癌物及无致癌性。 （6）最高容许浓度 主要以《工业企业设计卫生标准》TJ36-70中表4车间空气中有害物质最高容许浓度值为准。 《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044分哪几级？ 答：按《职业性接触毒物危害程度分级》规定，接触性毒物危害程度共分为四级
D3 流体测量 D3.1引言 本章介绍本教程涉及的主要流动参数，如流体粘度、压强、流速和流量等的测量 方法及流场显示技术，并以介绍测量方法的原理和功能为主。流体测量中用到的 流体力学原理是流体力学基础理论的重要应用之一，只有在搞清基本原理的基础 上才能正确掌握流体测量方法，认识每种方法的优点和局限性。同时也介绍流体 测量的新技术和新进展，以拓宽视野。学习本章内容应同流体力学实验课结合起 来进行。 D3.1.1 流体粘度测量 1、 毛细管粘度计 毛细管粘度计是根据圆管层流的泊肃叶定律设计的。图D3.1.1是一种毛细 管粘度计的结构示意图。当被测流体定常地流过毛细管时，流量Q 与两端压差 Δp 、管径R 、毛细管长度l 及流体粘度μ有关，在确定的毛细管上测量一定压 差作用下的流量，即可计算流体粘度μ： （C3.4.11） 对非牛顿流体，用毛细管粘度计测得的是表观粘度μ a 。毛细管粘度计结构 简单，价格低，常用于测定较高切变率（ >102 s –1 ）下的粘度。缺点是试测费 时间，不易清洗，由于管截面上切变率分布不均匀、试样液面表面张力及管径突 然变化对结果可造成误差。主要适用于牛顿流体。有的毛细管粘度计采用平板狭 缝式。 Q P l R ?πμ84=γ
图3.1.1 图3.1.2 2、落球粘度计 刚性圆球在粘性流体中匀速运动时阻力可用斯托克斯公式计算，相应的粘度 为 （D3.1.1） 上式中 d 为圆球直径，W 为圆球重量，V 为运动速度。落球粘度计就是根据此原 理设计的，方法简单易行，但精度较低，一般用于粘度较大的流体(图3.1.2)。 3、同轴圆筒粘度计 同轴圆筒粘度计属于旋转式粘度计，结构如图D3.1.3所示，主要由两个同 轴的圆柱筒组成，筒间隙内充满被测液体。当外圆筒以一定角速度旋转时，间隙 内液体作纯剪切的库埃塔流动，因此同轴圆筒粘度计又称库埃塔粘度计。测量外 圆筒的旋转角速度ω及内圆筒的偏转力矩M 可计算液体的粘度（或表观粘度）及 其他参数。 对牛顿流体，ω-M 曲线是通过原点的斜直线，由其斜率M / ω计算粘度 V d W π3=μ
工程流体力学公式总结 第二章流体得主要物理性质 ?流体得可压缩性计算、牛顿内摩擦定律得计算、粘度得三种表示方法。１.密度ρ= m／V 2.重度γ= G /V 3．流体得密度与重度有以下得关系:γ= ρg或ρ= γ/ g ４.密度得倒数称为比体积,以υ表示υ= １/ ρ= V/m 5.流体得相对密度:d = γ流/γ水= ρ流/ρ水 6．热膨胀性 ７.压缩性、体积压缩率κ 8．体积模量 ９.流体层接触面上得内摩擦力 10．单位面积上得内摩擦力(切应力)(牛顿内摩擦定律) 1１.、动力粘度μ： 12.运动粘度ν:ν=μ/ρ 1３．恩氏粘度°E:°E = t 1 /t 2 第三章流体静力学 ?重点：流体静压强特性、欧拉平衡微分方程式、等压面方程及其、流体静力学基本方程意义及其计算、压强关系换算、相对静止状态流体得压强计算、流体静压力得计算（压力体)。 1.常见得质量力: 重力ΔW = Δmg、 直线运动惯性力ΔFI ＝Δm·ａ 离心惯性力ΔＦR ＝Δm·rω２、 ２.质量力为F。:F= ｍ·aｍ= m(ｆｘi+f yj＋ｆzk) am ＝F/m = f xi＋f yj＋fｚk为单位质量力,在数值上就等于加速度 实例:重力场中得流体只受到地球引力得作用，取z轴铅垂向上,xoy为水平面，则单位质量力在x、y、z轴上得分量为 fｘ= ０,ｆy＝0 , fz=-mg/ｍ= －ｇ式中负号表示重力加速度g与坐标轴z方向相反 ３流体静压强不就是矢量,而就是标量,仅就是坐标得连续函数。即:p=p(x,y,z),由此得静压强得全微分为： 4.欧拉平衡微分方程式 单位质量流体得力平衡方程为:
计算机网络IEEE802.11介质访问控制 通过对前面章节的学习，我们已经知道IEEE 802.3标准的以太网采用CSMA/CD的访问控制方法。在这种戒指访问控制方式下，准备传输数据的设备首先检测载波信道，如果在同一时间内没有侦听到载波，那么这个设备就可以发送数据。如果两个设备同时传送数据，就会发生冲突碰撞，并被所有冲突设备检测到，这种冲突便延缓了数据的重传，使得它们在间隔一段时间后才发送数据。 由于在无线网络传输中侦听载波及冲突检测都是不可靠的，而且侦听载波也是相当困难的。另外，在通常情况下，无线电波经由天线发送出去时，是无法监视的，因此冲突检测实际上是做不到的。而在IEEE 802.11x系列标准中的IEEE 802.11b标准定义的无线局域网中，使用的介质访问控制方式为载波监听多路访问/冲突避免（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance，CSMA/CA）。 在IEEE802.11介质访问控制中，将冲突检测（Collision Detection）变成了冲突避免（Collision Avoidance），其侦听载波技术由两种方式来实现，一种是实际的去侦听是否有电波在传送，然后加上优先权控制；另一种是虚拟的侦听载波，并告知其等待多久时间后可以传送数据，通过这样的方法来防止冲突发生。具体的来讲，它定义了一个帧间隔（Inter Frame Spacing，IFS）时间和后退计数器。其中，后者的初始值是由随机数生成器随机设置的，递减计数一直到归零为止。其工作过程如下： ●如果一个工作站需要发送数据并且监听到信道忙，则产生一个随机数设置自己的后 退计数器并坚持监听。 ●当监听到信道空闲后等待一个IFS时间，并开始计数。最先完成技术的工作站开始 发送数据。 ●其它工作站监听到有新的工作站开始发送数据后暂停计数，在新的工作站发送完成 后在等待一个IFS时间继续计数，直到计数完成后开始发送数据。 由于在两次IFS之间的时间间隔是各个工作站竞争发送的时间，它对于参与竞争的工作站是公平的，基本上是按照先来先服务的顺序来获得发送数据的机会。 在CSMA/CA中，通信方式将时间域的划分与帧格式紧密联系起来，以保证某一时刻只有一个站点在发送数据，它实现了网络系统的集中控制。由于传输介质的不同，CSMA/CD 与CSMA/CA的检测方式也不同。CSMA/CD是通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随之发生变化；而在CSMA/CA中是采用能量检测（ED）、载波检测（CS）和能量载波混合检测3中检测信道空闲的方式。
1、已知油的重度为7800N/m 3，求它的密度和比重。试求0.2m 3此种油的质量和重量各为多少 已已知知：：γ＝7800N/m 3；V ＝0.2m 3。 解析：(1) 油的密度为 3kg/m 79581 .97800===g γ ρ； 油的比重为 795.01000 795O H 2===ρρ S (2) 0.2m 3的油的质量和重量分别为 kg 1592.0795=?==V M ρ N 15602.07800=?==V G γ 2、体积为5m 3的水在温度不变的条件下，压力从1大气压增加到5大气压，体积减小了1L ，求水的体积压缩系数和弹性系数值。 已已知知：：V ＝5.0m 3，p 1＝×105Pa ，p 2＝×105Pa ，ΔV ＝1L 。 解析：由(1－9)和(1－10)式，得水的体积压缩系数及弹性系数值分别为 N /m 100.510 )0.10.5(0.5100.1d d 21053 p --?=?-??=-=p V V β 2910p m /N 100.2100.511?=?== -βE 3、一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为0.5mm ，可动板若以 0.25m/s 的速度移动，假设板间流体中的速度分布是线性的，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2，求这两块平板间流体的动力黏度μ。 解：板间流体的速度梯度可计算为 13du u 0.25500s dy y 0.510 --===? 由牛顿切应力定律d d u y τμ=，可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d y u τμ-= =?? 4、流场的速度分布为2265375x y z u xy xt u y u xy zt =+=-=-，，，求流体在点（2，1，4）和时间t =3s 时的速度、加速度。