1.3流体流动中的守恒原理1.3.2流动系统的质量守恒1..ppt

*化工原理1.3流体流动*化工原理1.3流体流动*化工原理1.3流体流动*化工原理1.3流体流动1.3流体流动中的守恒原理1.3.2流动系统的质量守恒1.3.3流动系统的机械能守恒1.3.4伯努利方程的应用1.3.1基本概念体积流量——单位时间内流经管道任意截面的流体体积，——m3/s或m3/h质量流量——单位时间内流经管道任意截面的流体质量，——kg/s或kg/h。二者关系：1.3.1基本概念1.流量3.质量流速单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。2.流速（平均流速）单位时间内流体质点在流动方向上所流经的距离。流量与流速的关系：1.3.2质量守恒——连续性方程根据物料衡算，单位时间进入截面1-1′的流体质量与单位时间流出截面2-2′的流体质量必然相等，即定态流动时对不可压缩流体对圆形截面管道1.3.3机械能守恒机械能＝位能＋动能＋压强能＝常数假设流体不可压缩，则流动系统无热交换，则流体温度不变，则1.理想流体管流的机械能衡算理想单位质量流体所具有的机械能守恒2.实际流体管流的机械能衡算有效功率：轴功率：（1）以单位质量流体为基准设1kg流体损失的能量为，单位为（J/kg）※伯努利方程的三种形式（2）以单位重量流体为基准，单位为（J/N或m）将(1)式各项同除重力加速度g:令z——位压头——动压头He——外加压头或有效压头。——静压头总压头ΣHf——压头损失（3）以单位体积流体为基准，单位为（J/m3或Pa）将(1)式各项同乘以:——压力损失※柏努利方程的讨论（1）适用条件不可压缩、连续稳定流体理想流体与实际流体（2）衡算基准（三种形式及单位）（3）各项能量所表示的意义（4）根据题意画出流动系统的示意图，标明流体的流动方向，定出上、下游截面，明确流动系统的衡算范围；（5）基准面的选取选取水平面或某一较低的截面（6）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。（7）各物理量的单位应保持一致，压力表示方法也应一致，即同为绝压或同为表压。（8）柏努利方程式适用于不可压缩性流体。对于可压缩性流体，当时，仍可用该方程计算，但式中的密度ρ应以两截面的平均密度ρm代替。1.3.4柏努利方程的应用管内流体的流量；输送设备的功率；管路中流体的压力；容器间的相对位置等。利用柏努利方程与连续性方程，可以确定：例1-2将高位槽内料液向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？式中p1=0（表压）高位槽截面与管截面相差很大，故高位槽截面的流速与管内流速相比，其值很小，即u1≈0，Z1=x，p2=0（表压），u2=0.5m/s，Z2=0，解：取管出口高度的0－0为基准面，高位槽的液面为1－1截面，因要求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米，所以把1－1截面选在此就可以直接算出所求的高度x，同时在此液面处的u1及p1均为已知值。2－2截面选在管出口处。在1－1及2－2截面间列柏努利方程将上述各项数值代入，则9.81x=+1.2×9.81解得x=1.2m计算结果表明，动能项数值很小，流体位能的降低主要用于克服管路阻力。*化工原理1.3流体流动*化工原理1.3流体流动*化工原理1.3流体流动*化工原理1.3流体流动