管路与电路的类比理解.ppt

电路管路类比以加深管路的理解 机械能衡算方程——均质、不可压缩流体稳定流动 能量=载流单位×场势 类比于电路的欧姆定律，我们可以称 为管路的“流阻”，记为Rm 类似欧姆公式I=ΔU/R，有： m=ΔEt/Rm 所以，压降wf =mRm 以上式①②③均在层流条件下成立。 由于前提是均质、不可压缩流体稳定流动 故而V，m,u做为流量进行计算是等效的，所以载流单位也可选择体积，对应的流量为体积流量。 将V=m/ρ代入①，得： 文献[1]例题 如图 :一高位槽内有药液, 可视为层流, 用总长L , d =50 mm 的管AB 往下输送, 管口高度为h , 欲增大流量40 %, 采取下列哪种方案比较好? (1)增大管径为75 mm (2)并联同样长度的内径为40 mm 的管CD 解: 以AB管内流体做为研究对象，前后质量势差ΔEt不变， 无动势，故 ΔEt=mRm=vRv不变 对方案（1）： 即，V2=5.06V1 对方案（2）： 新并联的流阻大小为 Rv2=Rv1(d1/d2)4=2.44Rv1 并联总流阻R=Rv1Rv2/(Rv1+Rv2)=0.709Rv1 故，V2=V1(Rv1/R)=1.41V1 结论：方案（2）较好。 总结 只适用均质、不可压缩流体稳定层动。 生活生产中遇到的大多不是理想状态，以上公式注定不实用 注重与电路的类比，加深对管路的理解 管路→电路→管路 化工管路损失问题，多实为“流阻”R的分析计算 参考文献 [1].李烯光,赵静.《管路中流体的流动和电路中电子流动的类比》.化工时刊.2004.7 [2].何潮洪,冯霄.《化工原理》(上册).第二版.北京：科学出版社.2007 * * * 每一项单位均为J/kg Et1+we=Et2+wf 电势U：Ep/q 单位：V =J/C 电路 管路 载流单位 电荷q,C 质量M,kg 能量 电势能Eq,J 质量势能（总）,J 场势 电势U，J/C 质量势Et(为防表达混淆，记为Z)，J/kg 流量（载流单位随时间变化率） 电流I,C/S,即A 质量流量m,kg/s Et1+we=Et2+wf ΔEt=we-wf 电路 管路 ΔU=εe-εf ΔEt=we-wf 电势差=电动势-电压降值 质量势差=质量动势-质量压降 εf=IR wf? 我们已经知道： 代入： 层流下： 代入化简整理，得： ① ② ③ 记： 为Rv * *