1.2-1.3-流体静力学应用.pptVIP

三、流体静力学方程的应用 压差计 液位计 液封高度 1. U形管压差计  玻璃，不互溶指示液，ρ指ρ流 。 3. 液封 弹簧管压强计 测压范围广 0~1000MPa 指针顺时针转动 真空度 0~760mmHg 指针逆时针转动 广泛用于生产实践中。 第三节 流体动力学 1．3．1 流量与流速 流量：单位时间内流过管道某一截面的流体的量。 体积流量：Vs= V/t 〔m3/s〕 质量流量：ws= m/t 〔kg/s〕 两者关系：ws= Vsρ 流速：单位时间内流体在流动方向上流过的距离（又称线速度）。 u =Vs/A 〔m/s〕 质量流速：单位时间流体流过单位截面积的质量。 G＝ws/A=Vsρ/A=uρ 〔kg/(m2.s)〕 管道直径估算：u=Vs/A=Vs/(πd2/4) 某些流体在管道中常用的流速范围 液体种类及状况 常用流速范围 / (m/s) 自来水（3×105Pa） 1 - 1.5 水及低黏度液体 1.5 - 3 高黏度液体 0.5 - 1.0 低压气体 8 －15 易燃易爆的低压气体（如乙炔） 8 压力较高的气体 15－25 饱和水蒸气（0.8MPa） 40－60 饱和水蒸气（0.3MPa） 20－40 过热水蒸气 30－50 1.3.2 定态流动与非定态流动 在流动系统中，若各截面上流体的流速、压强、密度等有关物理量仅随位置而改变，但不随时间而变，这种流动称为定态流动；若流体在各截面的有关物理量既随位置而变，又随时间而变，称为非定态流动。 1.3.3 流体稳流的物料衡算－连续性方程 对任一截面，有 ρuA = 常数 称为流体流动连续性方程。若流体是不可压缩流体，ρ为常数，则方程简化为: uA = 常数 对圆形管道， 1.3.4 流体定态流动时的能量衡算——柏努利方程 一、流体定态流动具有的能量形式： 1．位能 流体受重力作用，因管道或设备所在位置与选取的基准面间有高度差。因这个高度差流体所具有的能量称为位能。位能的大小等于将m kg流体从基准面提高到流体所在高度所需做的功，即 位能＝mgz 〔J〕 1kg流体 位能＝gz 〔J/kg〕 2．动能 流体由于具有运动速度因而具有能量，此能量称为动能。动能大小等于将m kg流体从流速为零加速至流速为u时所需做的功，即： 3．静压能 流动的流体和静止流体一样，其各点具一定压强(静压强)。在管道某截面处，压强为p，截面面积为A，压入m kg流体时，需克服流体所受总压力而做功，才能把流体压入该截面，所需功大小，等于流体在该处所受总压力P乘m kg流体在管道中移动的距离L。因 P ＝ p A 〔 N〕 又m kg流体的体积为V，则流体通过该截面移动的距离为 4．内能 内能是贮存在物质内部的能量。内能是由于物质的分子运动、分子间的吸引力或排斥力及分子内部振动等所构成的能量。内能由流体的状态所决定。 以U表示单位质量流体所具有的内能，m kg流体所具有的内能为 内能 ＝ mU 〔J〕 1kg流体 内能 ＝ U 〔J/kg〕 内能的大小类似位能，也是一个相对值。流体的状态不变，内能不变。 如温度没有变化，流体的内能就没有变化 。 1kg流体与外界的热量交换(换热器) Qe 〔J/kg〕 1kg流体由外界得到的有用功（泵） We 〔J/kg〕 二、流体总能量衡算 U1＋gz1＋u12/2＋p1v1＋Qe＋We ＝ U2＋gz2＋u22/2＋p2v2 若两截面参数差值以Δ表示（2-1）则： ΔU＋g Δz＋ Δ u2/2＋ Δ（pv）＝ Qe＋We 三、流体流动的机械能衡算与柏努利（Bernoulli）方程式 由热力学第一定律： 四、柏努利方程讨论 柏努利方程讨论 柏努利方程讨论 柏努利方程讨论 1.