化工原理(少学时)和辅导教程、考试重点例题复习题及课后答案1.3流体流动中的守恒原理课件.ppt

1.3.1 质量守恒—连续性方程 ;推广至任意截面 ;不可压缩性流体，;例. 如图所示的输水管道，管内径为d1=2.5cm, d2=10cm, d3=5cm, (1)当流量为4L/s，各管段的平均流速为多少？(2)当流量增至8L/s或减增至2L/s，平均流速如何变化？;例. 如附图所示，管路由一段φ89×4mm的管1、一段φ108×4mm的管2和两段φ57×3.5mm的分支管3a及3b连接而成。若水以9×10－3m/s的体积流量流动，且在两段分支管内的流量相等，试求水在各段管内的速度。 ;1.3.2 机械能守恒——柏努利方程 ; 当以单位重量流体为基准时：1式两边同除以g：;实际流体的机械能衡算 ;实际流体的机械能衡算 ;（2）以单位重量流体为基准 ;z ——位压头;（3）以单位体积流体为基准 ;柏努利方程的讨论 ;H; We、Σhf ——在两截面间单位质量流体获得或消耗的能量。;（4）压力和基准面的选取。 p1 ，p2只能同时取表压或绝压,取法要一致; 基准面Z取同一。;(5)流体输送机械轴功率和机械效率的计算;（6）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。;柏努利方程的应用 ;（1）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 ；;（4）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。 ;工程应用;2.重力射流;3.虹吸;例. 水在如图所示的虹吸管内作定态流动，管路直径没有变化，水流经管路的能量损失可以忽略不计，试计算管内截面2-2，3-3，4-4和5-5处的压强。大气压强为760mmHg，ρ水=1000kg/m3 ，水的饱和蒸汽压Pv=4250Pa。; 例.如附图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。送液; 例1-8 水以7 m3/h 的流量流过如图所示文丘里管，在喉颈2-2处接一支管，其下端插入水池中，池内水面到管中心的垂直距离为3m。已知截面1-1处的内径为50mm，压力为0.02MPa（表压），文丘里管的喉径为15mm。试判断垂直支管中水的流向。设为阻力损失，ρ水=1000kg/m3，P0=1atm。;解：假设垂直小管中流体静止;1-1与2-2间;小管中的水自下而上流动;小管中的水自上而下流动; 例. 某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为1100kg/m3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出，如附图所示。泵的入口管为φ108×4mm的钢管，管中的流速为1.2m/s，出口管为φ76×3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为1.5m，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m。碱液流经所有管路的能量损失为30.8J/kg（不包括喷嘴），在喷嘴入口处的压力为29.4kPa（表压）。设泵的效率为60%，试求泵的轴功率。