流体流动过程.pptVIP

流体流动的基本方程式实际流体流动时，总是有一部分能量消耗在摩擦阻力上，并且有外界能量的供给，才能达到预期的输送目的。4、能量消耗质量为mkg的流体通过控制体积时所消耗的能量为mWf。5、外功输入质量为mkg的流体所接受的外功为mWe则实际流体通过控制体积的总能量衡算式为：令，，则对于单位重量流体有：位压头静压头动压头外加压头（或扬程）压头损失第28页，共81页，星期日，2025年，2月5日流体流动的基本方程式例1：如图所示，贮水槽液面距水管出口的垂直距离为6.5m，且液面维持不变，输水管为φ114mm×4mm的钢管。若流经全部管路的阻力损失为59J·kg-1，试求管中水的流量为多少m3·h-1（水的密度ρ=1000kg·m-3）。伯努利方程式的应用计算管路中流体流动的流量和流速11226.5m第29页，共81页，星期日，2025年，2月5日流体流动的基本方程式例2：如图所示，在直径d=40mm的管路中接一文丘里管，已知文丘里管上游的压力表读数为1.38×105Pa（忽略压力表轴心与管路中心的垂直距离），管内水的流量为1.4×10-3m3·s-1。管路下方有一贮水池，贮水池水面与管中心的垂直距离为3m，文丘里管喉部直径为10mm，若在文丘里管喉部接一细管，细管另一端插入水池中，忽略此管的阻力损失，问池水能否被吸入管路中？判断管路中流体的流向u2200113.0m第30页，共81页，星期日，2025年，2月5日流体流动的基本方程式例3：将密度为850kg·m-3的原料液送入如图所示的精馏塔中。高位槽液面维持恒定，塔内表压强p为9.81×103Pa，进料量为5m3·h-1，连接管为φ38mm×2.5mm的钢管。料液在管内流动时的能量损失为3.05m液柱，问高位槽的液面应比精馏塔的进料口高出多少米方可使原料液顺利输入精馏塔中？确定容器间的相对位置1122pz第31页，共81页，星期日，2025年，2月5日流体流动的基本方程式实际流体伯努利方程式中，We是输送设备对单位质量流体所做的有效功。单位时间输送设备对流体所做的有效功，称为有效功率，用Pe表示，其计算将在本章后面介绍。确定输送设备的有效功率应用注意事项绘图选取截面确定基准面注意采用一致的单位第32页，共81页，星期日，2025年，2月5日第四节管内流体流动现象流体内部相邻两流体层之间的相互作用力，称为流体的内摩擦力。流体在运动时呈现内摩擦力的特性，称为流体的黏性。牛顿黏性定律与流体的黏度流体的黏性第33页，共81页，星期日，2025年，2月5日管内流体流动现象上式称为牛顿黏性定律。所有气体和大部分液体在运动时均服从此定律，故称为牛顿型流体。稠厚液体和悬浮液在运动过程中不符合牛顿黏性定律，则称其为非牛顿型流体。牛顿黏性定律du/dy——速度梯度，即在与流动方向相垂直的y方向上流体速度的变化率Μ——比例系数，又称黏性系数，简称黏度dyu+duuyFu=0x第34页，共81页，星期日，2025年，2月5日管内流体流动现象黏度的物理意义是：促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。黏度与压强关系不大，但受温度变化的影响较大，液体的黏度随温度升高而减小；气体的黏度随温度升高而增大。注意：混合物的黏度数据不能按其组分叠加计算，而应当从化学工程手册中选用适当的经验公式进行估算。流体的黏度SI单位：Pa·s第35页，共81页，星期日，2025年，2月5日管内流体流动现象流体流动的内部结构流动的型态雷诺实验层流(Re≤2000)湍流(Re≥4000)过渡流(2000＜Re＜4000)雷诺数第36页，共81页，星期日，2025年，2月5日管内流体流动现象管内层流与湍流的比较速度分布1、层流2、湍流平均速度u=0.5umaxu=0.8umaxumaxumax即使管内流动的流体是湍流，且无论湍动程度如何剧烈，但在靠近管壁处总是有一层做层流流动的流体薄层，称为层流底层，其厚度随Re增大而减小。第37页，共81页，星期日，2025年，2月5日管内流体流动现象边界层的概念速度从零到速度等于主体流速u0的99%的区域为边界