第一章 流体流动与输送 中职综述.ppt

* ——定态流动过程的总能量衡算式 * 流体与环境所交换的热 阻力损失 加热而引起体积膨胀所作的功，J/kg 根据热力学第一定律有： 1）流动系统的机械能衡算式 2. 流动系统的机械能衡算式——柏努利方程 * 代入上式得： ——流体定态流动过程中的机械能衡算式 * 对于理想流体，当没有外功加入时We=0且 ——柏努利方程 或 2）柏努利方程（Bernalli） 当流体不可压缩时， 有 * 3. 柏努利方程式的讨论 1）柏努利方程式表明理想流体在管内做定态流动，没有外功加入时，任意截面上单位质量流体的总机械能即动能、位能、静压能之和为一常数，用E表示。 即：1kg理想流体在各截面上的总机械能相等，但各种形式的机械能却不一定相等，可以相互转换。 2）对于实际流体，在管路内流动时，应满足： 上游截面处的总机械能大于下游截面处的总机械能。 * 3）式中各项的物理意义 处于某个截面上的流体本身所具有的能量 流体流动过程中所获得或消耗的能量 We和Σhf： We：输送设备对单位质量流体所做的有效功， Ne：单位时间输送设备对流体所做的有效功，即有效功率 4）当体系无外功，且处于静止状态时 流体的静力状态是流体流动状态的一个特例 * 5）以单位重量的流体为衡算基准的柏努利方程 [m] 位压头，动压头，静压头、 压头损失 He：输送设备对流体所提供的有效压头 称 * 五、柏努利方程式的应用 1. 应用柏努利方程的注意事项 1）作图并确定衡算范围 根据题意画出流动系统的示意图，并指明流体的流动方 向，定出上下截面，以明确流动系统的衡标范围。 2）截面的截取 两截面都应与流动方向垂直，并且两截面的流体必须是 连续的，所求得未知量应在两截面或两截面之间，截面的 有关物理量Z、u、p等除了所求的物理量之外 ，都必须是已 知的或者可以通过其它关系式计算出来。 * 3）基准水平面的选取 所以基准水平面的位置可以任意选取，但必须与地面平行，为了计算方便，通常取基准水平面通过衡算范围的两个截面中的任意一个截面。如衡算范围为水平管道，则基准水平面通过管道中心线，ΔZ=0。 4）单位必须一致 在应用柏努利方程之前，应把有关的物理量换算成一致的单位，然后进行计算。两截面的压强除要求单位一致外，还要求表示方法一致。 * 2. 柏努利方程的应用 1）确定容器间的相对位置 例：如本题附图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽中的液面维持恒定，塔内表压强为9.81×103Pa，进料量为5m3/h，连接 管直径为φ38×2.5mm，料液在连接 管内流动时的能量损失为30J/kg(不包 括出口的能量损失)，试求高位槽内 液面应为比塔内的进料口高出多少？ * 分析： 解： 取高位槽液面为截面1-1’，连接管出口内侧为截面2-2’, 并以截面2-2’的中心线为基准水平面，在两截面间列柏努利 方程式： 高位槽、管道出口两截面 u、p已知 求△Z 柏努利方程 * 式中： Z2=0 ；Z1=? P1=0(表压) ； P2=9.81×103Pa(表压） 由连续性方程 ∵A1A2, We=0 ， ∴u1u2,可忽略，u1≈0。 将上列数值代入柏努利方程式，并整理得： * 2）确定输送设备的有效功率 例：如图所示，用泵将河水打入洗涤塔中，喷淋下来后流入下水道，已知道管道内径均为0.1m，流量为84.82m3/h，水在塔前管路中流动的总摩擦损失(从管子口至喷头进入管子 的阻力忽略不计)为10J/kg，喷头处的压强较塔内压强高0.02MPa，水从塔中流到下水道的阻力损失可忽略不计，泵的效率为65%，求泵所需的功率。 * 分析：求Ne Ne=WeWs/η 求We 柏努利方程 P2=? 塔内压强 整体流动非连续 截面的选取？ 解：取塔内水面为截面3-3’，下水道截面为截面4-4’，取 地平面为基准水平面，在3-3’和4-4’间列柏努利方程： * 将已知数据代入柏努利方程式得： 计算塔前管路，取河水表面为1-1’截面，喷头内侧为2-2’截 面，在1-1’和2-2’截面间列柏努利方程。 * 式中 ： * 将已知数据代入柏努利方程式 泵的功率： * 一、有关粘性的概念 二、流体在管路中的流动阻力 三、管路中的总能量损失 四、简单管路的计算 五、复杂管路的计算 六、阻力对管路流动的影响 第 四 节 管路流动现象及阻力计算 分三部分： 主要进行概念性的介绍，以了解情况 内容： * 一