化工原理第二版第一章.ppt

化 工 原 理Chemical Engineering Principles 第一章 液体流动 Basic Mechanics of Fluids §1 流体静止的基本方程 § 1.7 总能量衡 (Conservation of Energy) 六种形式的能中： 机械能为： 非机械能： 外部输入能量： (A)位能 (B) 动能 (C)压力能 (D)功 (E )内能 (F)热 机械能在流体流动过程中可以相互转变，亦可转变为热或流体的内能； 非机械能在流动系统内不能直接转变为机械能。 § 1.7 总能量衡 (Conservation of Energy) 输入总能量＝输出总能量 In = Out 1-1′与2-2′之间范围内： §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) 假设流体不可压缩，则 流动系统无热交换，则 流体温度不变，则 实际流体具有粘性，在流动过程中必消耗一定的能量，将1kg流体损失的能量用wf表示，其单位为J/kg,称为管路阻力损失。 1.实际流体的机械能衡算 比容: 单位质量流体的体积 §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) 令 注意单位 §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) 表示单位重量（1N）流体所具有的能量。各项的单位为m，与长度的单位相同，但应理解为m液柱，其物理意义是指单位重量的流体所具有的机械能。 位压头 动压头 静压头 总压头 压头损失 外加压头(有效压头) 单位重量的流体从流体输送机械所获得的能量 把能的概念等效于液柱高度 §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) 2.理想流体的机械能衡算 理想流体是指没有粘性（即流动中没有摩擦阻力）的不可压缩流体。 实际流体某些场合可视为理想流体以简化问题。 柏努利方程式 Bernoulli’s equation §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) Daniel Bernoulli (1700-1782) 丹·伯努利：瑞士科学家，曾在俄国彼得堡科学院任教，他在流体力学、气体动力学、微分方程和概率论等方面都有重大贡献，是理论流体力学的创始人。 §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) 备注： 无粘性Inviscid (frictionless) 不可压缩 (incompressible) 稳态流动Steady 在同一条流线上Along a streamline 固定位置上流速不随时间变化 流体基本组成，streamline flow §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) streamline flow (a) 有颜色的液体 (b) 车手上方的烟雾 §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) （1）如果流体处于静止状态，则u=0，没有能量损 失.wf=0，we=0 则伯努利方程变为: 3. 伯努利方程的讨论 可见，伯努利方程除表示流体的运动规律外，还表示流体静止状态的规律，流体的静止状态是流体运动状态的一种特殊形式。 流体静力学基本方程式 §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) 3. 伯努利方程的讨论 （2）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 ??转换为动能 u §1.8 机械能衡算——柏努利方程 (Bernoullis equation) 4. 伯努利方程的应用 u1 流速u1 = 1.3 m/s; ? D = 45 mm×3 mm; 管喉部?d = 10 mm; 压力表：dA = 0.3m; 137.5 kPa; 小管: h = 3.0 m; ?ds = 20 mm; dA 3.0 m 判断池中水能否被吸入管中，若能，每小时吸入的水量是多少？ 4．柏努利方程的应用 柏努利方程与连续性方程