流体流动化工流体流动方面的课件.pptVIP

* * * 流 体 流 动 流体静力学是研究处于静止状态下流体在外力作用下的规律。 1.1 密度 第1节 流体力学基础 可压缩流体：密度随温度压强的等外界条件而改变的。 不可压缩流体：密度不随温度压强的等外界条件而改变的。 当气体压强不太高温度不太低时可按理想气体来处理 流体是液体和气体的统称。 两侧同除以m （不同条件下，密度关系式） 由理想气体状态方程 混合气体时以平均质量Mm代替上式中M 液体的密度基本不随压强而变，随温度变化很小，在工程计算中常把它看成常数。 对混合液体 1.2 流体的静压强 压强俗称压力，符号为p 常见的压强单位有Pa, atm, mm液柱（H2O,Hg)等 测量压强的仪表称为压强表 表压：压强表上的读数 绝对压强：被测处实际大气压 真空度：真空表上的读数 绝对压强=当地外界大气压-真空度 绝对压强=当地外界大气压+表压强 1.3 流体静力学基本方程式 h Z p1 p2 w 除以A 流体静力学基本方程式 对流体静力学基本方程式的讨论： 当流体内一点压强改变时，流体内部各点压强也会随之改变。 静止的连续的流体内，处以同一水平面上各点压强相等。 压强差的大小可以用一定高度流体柱表示。 1.4 流体静力学基本方程式的应用 一、测量流体压强 4 p2 选择指示液原则： 指示液密度要大于被测流体的密度，且两种液体不能互溶。 常用的指示液有：水、酒精、四氯化碳和水银 二、测量液位 容器内的液面高度达到最大时，压差计读数R为零，液位越低，压差计的读数越大。 三、液封高度的确定 生产中为了保证设备能安全运行，经常要利用液柱产生的压力把气体封闭在设备中，以防止气体泄漏，这种装置成为液封。 应用示例 三 流体流动的基本规律 一、流量和流速 体积流量（qv）：单位时间内流过管道任意截面的流体体积，m3/s 质量流量（qm） ：单位时间内流过管道任意截面的流体质量，kg/s 式中u为平均流速 若管道截面为圆形，其内径为d，则 二、稳定流动的连续性方程 稳定流动：流体通过设备或管道的人一截面的流速、流量、压强等特征参数以及与流动有关的参数均不随时间变化。 稳定流动 非稳定流动 截面1 截面2 输送的为不可压缩流体 物料衡算 三、流动系统的能量衡算 位能：由于流体距离基准面一定高度而具有的能量, J/kg 流动的流体自身所具有的能量（以单位质量的流体作为衡算基准） 动能：由于流体流动而具有的能量，J/kg 静压能：由于流体有一定静压强具有的能量，J/kg 单位重量的流体作为衡算基准 单位重量的流体作为衡算基准 单位重量的流体作为衡算基准 流体在流动中的其它能量 有效功We：流体从输送机械处获得的能量, J/kg 能量损失∑hf：流体流动时克服阻力损失的能量, J/kg 以单位重量流体来表述时： 以1kg流体流入管路系统中 在1－1`截面(输入管路系统）: 在2－2`截面(输出管路系统）: 由能量守恒： 柏努利方程 对柏努利方程的讨论： （1）如果系统中的流体处于静止状态，则u=0，没有流动，自然没有能量损失，Σhf=0，当然也不需要外加功，We=0 （2）表明理想流体在流动过程中任意截面上总机械能、总压头为常数 ，但各截面上每种形式的能量并不一定相等，它们之间可以相互转换。 （3）We是输送设备对1kg流体所做的功，单位时间输送设备所作的有效功，称为有效功率 四、柏努利方程的应用 （1）截面的选取 与流体的流动方向相垂直； 两截面间流体应是定态连续流动； 截面宜选在已知量多、计算方便处。 （2）基准水平面的选取 位能基准面必须与地面平行。宜于选取两截面中位置较低的截面为基准水平面。若截面不是水平面，而是垂直于地面，则基准面应选管中心线的水平面。 （3）计算中要注意各物理量的单位保持一致 计算截面上的静压能时，p1、p2不仅单位要一致，同时表示方法也应一致，即同为绝压或同为表压。 例1 容器间相对位置的计算 从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为φ45×2.5mm的钢管，要求送液量为3.6m3/h。设料液在管内的压头损失为1.2m（不包括出口能量损失），试问高位槽的液位要高出进料口多少米？ 某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为100kg/m3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出，如附图所示。泵的入口管为φ108×4mm的钢管，管中的流速为1.2m/s，出口管为φ76×3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为1.5m，池