第二章流体的流动.ppt

解：（1）判断两点压强是否相等，关键是等压点的条件是否满足（静止，连续，同一流体，同一水平面）。 pA=pA’ pB=pB’ （2）计算玻璃管内水的高度h－－静力学方程应用 思路：根据等压点，分别列出某点压强的计算公式，然后联立求解。 pB=pB’　　　 pB=?1 gH1+ ?2 gH2+p0 pB’＝? 2 g h+p0 §2－2－4 流体静力学基本方程式应用举例 一、压强与压差的测量 化工生产中，压强是一个重要的控制条件，测量压强的仪表很多。 下面介绍的是以流体静力学基本方程式为依据所设计的测压仪表，习惯上称为液柱压差计，可用来测量流体的压强或压差。较为典型的有两种。 小 结 1、密度具有点特性，液体的密度基本上不随压强而变化，随温度有改变；气体的密度随温度和压强而变。 2、与位能基准一样，静压强也有基准。工程上常用绝对压强和表压（真空度）两种基准。在计算中，应注意用统一的压强基准。注意压强的单位和单位换算。 3、压强具有点特性。流体静力学就是研究重力场中，静止流体内部静压强的分布规律。 §2-3 流体定态流动时的规律 * 本节内容提要 主要是研究和学习流体流动的宏观规律及不同形式的能量的如何转化等问题，其中包括： （1）质量守恒定律——连续性方程式 （2）能量守恒定律——柏努利方程式　　　 推导思路、适用条件、物理意义、工程应用。 * 本节学习要求 学会运用两个方程解决流体流动的有关计算问题 §2-3-1 几个基本概念 一、流量与流速 1、流量：单位时间内，流体流过管道任一截面的流体量，称为流量。 流体的量可以用体积来度量，也可以用质量来度量。所以有体积流量与质量流量之分。 （1）体积流量：单位时间内，流体流过管道任一截面的体积，称为流体的体积流量。用qv表示，单位：m3/s。 §2-3-2 连续性方程（the equation of continuity） 一、物料衡算 物料衡算是质量守恒定律在化工中的具体表现。根据质量守恒定律，向设备内输入的物料质量总和，必等于从设备内输出的物料质量总和与积累在设备内的物料质量总和的加和。即： §2-3-3 柏努利方程（Bernoulli equation） 一、流体流动时的能量衡算 根据能量守恒定律，对于连续定态操作过程，任何时间通过各种途径进入系统的总能量（包括输入物料带进系统的能量及外界传入系统的热量）必等于同一时间内系统付出的总能量（包括输出物料带走的能量及系统对外界所做的功）： §2-3-4 柏努利方程的应用举例 柏氏方程反映了流体稳定流动过程中各种机械能之间的相互转换规律，在分析与解决流体流动与输送问题中应用非常广泛。 柏氏方程可用于确定设备间的相对位置，用于计算管道中流体的流量，流体的压强及流体输送机械的有效功率及轴功率等，不过有时需要与流体连续性方程联合起来解决。下面通过几个例子来说明该方程的应用。 §2-4 流体流动阻力 上一节我们根据定态流动系统的物料衡算和能量衡算分别得到了连续性方程和柏努利方程，从而可以预算和计算流动过程中的有关参数。但是，我们并没有涉及流体流动中内部质点的运动规律。流体质点的运动方式，影响着流体的速度分布、流动阻力的计算以及流体中的热量传递和质量传递过程。 流体流动阻力非常复杂，涉及面很广，我们只作简单介绍。 §2-4-1牛顿粘性定律及流体的粘度 一、牛顿粘性定律 前已述及，流体具有流动性，没有固定的形状，在外力作用下，其内部发生相对运动；另一方面在运动的状态下。流体还有一种抗拒内在的向前运动的特性，这种特性就是流体的粘性。粘性是流动性的反面。 §2-4-2 流体的流动型态 一、雷诺实验 为了分析影响流体流动的因素，英国物理学家雷诺（Reynolds)通过下面的实验，直接观察流体流动时内部质点的运动情况，及各种因素对流动状况的影响，这个实验称为雷诺实验。 如下图所示，在水箱内B内装有溢流装置，以保持水位恒定。水箱下部装有一段直径相同的水平玻璃管，用阀门A调节流量，玻璃管入口处插进一根细管，细管上方与装有有色液体的容器C相连。 §2-4-3 流体在管内的流动阻力 本小节是在前两小节讨论内容的基础上，进一步讨论柏努利方程式中能量