化工原理第一章第二节.pptVIP

* 联立(a)、(b)两式 * 2）确定容器间的相对位置 例：如本题附图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽中的液面维持恒定，塔内表压强为9.81×103Pa，进料量为5m3/h，连接 管直径为φ38×2.5mm，料液在连接 管内流动时的能量损失为30J/kg(不包 括出口的能量损失)，试求高位槽内 液面应比塔内的进料口高出多少？ * 分析： 解： 取高位槽液面为截面1-1’，连接管出口内侧为截面2-2’, 并以截面2-2’的中心线为基准水平面，在两截面间列柏努利 方程式： 高位槽、管道出口两截面 u、p已知 求△Z 柏努利方程 * 式中： Z2=0 ；Z1=? P1=0(表压) ； P2=9.81×103Pa(表压） 由连续性方程 ∵A1A2, We=0 ， ∴u1u2,可忽略，u1≈0。 将上列数值代入柏努利方程式，并整理得： * * 练 习 题 目 思考题 作业题: 8、10、12 1.在应用机械能衡算方程解题时需要注意哪些问题？ * 第一章 流体流动 一、流量与流速 二、稳态流动与非稳态流动 三、连续性方程式 四、柏努利方程式 五、柏努利方程式的应用 第二节 流体在管内的流动 * 一、流量与流速 1、流量 单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。 若流量用体积来计量，称为体积流量VS；单位为：m3/s。 若流量用质量来计量，称为质量流量WS；单位：kg/s。 体积流量和质量流量的关系是： 2、流速 单位时间内流体在流动方向上流过的距离，称为流速u。 单位为：m/s。数学表达式为： * 流量与流速的关系为： 质量流速：单位时间内流体流过管道单位面积的质量流量用G表示，单位为kg/(m2.s)。 数学表达式为： 对于圆形管道， ——管道直径的计算式 * 二、稳态流动与非稳态流动 流动系统 稳态流动 流动系统中流体的流速、压强、 密度等有关物理量仅随位置而改 变，而不随时间而改变 非稳态流动 上述物理量不仅随位置而且随时间 变化的流动。 例 * * 三、连续性方程-流动物系的物料衡算式 在稳定流动系统中，对直径不同的管段做物料衡算 衡算范围：取管内壁截面1-1’与截面2-2’间的管段。 衡算基准：1s 对于连续稳定系统： * 如果把这一关系推广到管路系统的任一截面，有： 若流体为不可压缩流体 ——一维稳定流动的连续性方程 * 对于圆形管道， 表明：当体积流量VS一定时，管内流体的流速与管道直径 的平方成反比。 * 四、伯努利方程式-能量衡算方程式 1、流体流动的总能量衡算 1）流体本身具有的能量 物质内部能量的 总和称为内能。 单位质量流体的内能以U表 示，单位J/kg。 ①内能： 流体因处于重 力场内而具有的能量。 ②位能： o O’ * 质量为m流体的位能 单位质量流体的位能 流体以一定的流速流动而具有的能量。 ③动能： 质量为m，流速为u的流体所具有的动能 单位质量流体所具有的动能 ④静压能（流动功） 通过某截面的流体具有的用于 克服压力功的能量 * 流体在截面处所具有的压力 流体通过截面所走的距离为 流体通过截面的静压能 单位质量流体所具有的静压能 单位质量流体本身所具有的总能量为 ： 其中位能、动能、静压能统称为机械能 * 设换热器向1Kg流体供应的或从1Kg流体取出的热量为：Qe(J/kg)； 质量为m的流体所吸的热=mQe[J]。 当流体吸热时Qe为正，流体放热时Qe为负。 ①热： 2）系统与外界交换的能量 1Kg流体通过输送设备所获得的能量称为外功或净功，有时还称为有效功 ：We(J/kg) 质量为m的流体所接受的功= mWe(J) ②功： 流体接受外功时，We为正，向外界做功时, We为负。 流体本身所具有能量和热、功就是流动系统的总能量。 * 3）总能量衡算 衡算范围：截面1-1’和截面2-2’间的管道和设备。 衡算基准：1kg流体。 设1-1’截面的流体流速为u1，压强为P1，截面积为A1，比容为ν1； 截面2-2’的流体流速为u2，压强为P2，截面积为A2，比容为v2。 取o-o’为基准水平面，截面1-1’和截面2-2’中心与基准水平面的距离为Z1，Z2。 图 * 对于稳态流动系统：∑输入能