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制药工程化工原理学时演示文稿 本文档共30页；当前第1页；编辑于星期三\2点23分 流动的流体： 本文档共30页；当前第2页；编辑于星期三\2点23分 西气东输工程： 本文档共30页；当前第3页；编辑于星期三\2点23分 流量 流速 稳态流动 本文档共30页；当前第4页；编辑于星期三\2点23分 体积流量 单位时间内流过任一流通截面的流体体积称为体积流量。 是一种瞬时特性，不是一段时间的积累量。 质量流量 本文档共30页；当前第5页；编辑于星期三\2点23分 管的截面积，与流动方向垂直 平均流速 质量流速 气体体积受压力影响大时，使用质量流速更方便 本文档共30页；当前第6页；编辑于星期三\2点23分 管径小，材料费低；但流速高，阻力增大，动力消耗大，操作费用高。 采用低流速，操作费用低；但管径大，管路材料费高。 适宜的流速需综合考虑，根据经济情况决定。 圆管: 一定流量需求下： 本文档共30页；当前第7页；编辑于星期三\2点23分 I 非稳态流动 II 稳态流动 本文档共30页；当前第8页；编辑于星期三\2点23分 同一位置的流体的流速或其它物理量不随时间变化 同一位置的流体的流速或其它物理量随时间的变化而发生变化 稳态流动 非稳态流动 工业生产除了开车、停车流体是非稳态，其它时间都是稳态流动 本文档共30页；当前第9页；编辑于星期三\2点23分 P19例1-6， 用Ф115mmx5mm的钢管输送压力为202.6kPa，温度120℃的空气。已知空气在标况下的流量是630m3/h，求空气在管内的流速和质量流速。 例1-7 安装一根输水量为30m3/h的管路，试选择合适的管径。 本文档共30页；当前第10页；编辑于星期三\2点23分 质量守恒 ----连续性方程 本文档共30页；当前第11页；编辑于星期三\2点23分 稳态流动，质量守恒： 入=出 不可压缩流体： 以1s为基准： 本文档共30页；当前第12页；编辑于星期三\2点23分 推广到任意截面： 质量流量不变； 体积流量不变。 ----连续性方程 稳态流动 稳态流动，不可压缩流体。 本文档共30页；当前第13页；编辑于星期三\2点23分 动量定理推导出 ----伯努利方程 本文档共30页；当前第14页；编辑于星期三\2点23分 在x方向上对微元段受力分析： （1）两端面所受压力分别为 及 （2）重力的分量 故合力为 本文档共30页；当前第15页；编辑于星期三\2点23分 流体动量变化率： 动量原理： ——伯努利方程式 对于不可压缩流体，上式积分，得： （1） 物体所受合力的冲量等于物体的动量变化 等于所受合力： 所以： 本文档共30页；当前第16页；编辑于星期三\2点23分 ——单位质量流体所具有的位能，J/kg； ——单位质量流体所具有的静压能，J/kg ； ——单位质量流体所具有的动能，J/kg。 各项意义： 在管路中任一截面上的流体，总机械能守恒。 理想流体，稳态连续流动 前提条件： 本文档共30页；当前第17页；编辑于星期三\2点23分 本文档共30页；当前第18页；编辑于星期三\2点23分 本文档共30页；当前第19页；编辑于星期三\2点23分 如果流体静止， 流体静止是流体运动的特例。 本文档共30页；当前第20页；编辑于星期三\2点23分 （1）式中各项同除以g : （2） 式中各项单位为 z ——位压头 ——动压头 ——静压头 总压头 本文档共30页；当前第21页；编辑于星期三\2点23分 式（1）：以单位质量流体为基准的机械能衡算式，式（2）：以单位重量流体为基准的机械能衡算式。 表明理想流体在流动过程中任意截面上总机械能（或者总压头）为常数，三种能量形式可以相互转换。 （1） （2） 本文档共30页；当前第22页；编辑于星期三\2点23分 实际流体，有能量损失： 若有外力做功（外加能量）： ----柏努利方程的扩展式 则： 对于可压缩流体（气体）： 时， ρ变化不大，此方程仍适用， 一般用两截面间的平均密度表示。 本文档共30页；当前第23页；编辑于星期三\2点23分 令 位压头 动压头 静压头 压头损失 外加压头 扩展式可表示为： 本文档共30页；当前第24页；编辑于星期三\2点23分 本文档共30页；当前第25页；编辑于星期三\2点23分 伯努利方程的应用 注意问题： 1.衡算范围的划定 2. 控制面的选取 3. 基准面的确定 4. 单位一致性 应用： 1. 设备有效功率的计算 2. 容器相对位置的计算 3. 流量（流速）的计算 4. 流体压强的计算 本文档共30页；当前第26页；编辑于