认识流体能量表现形式.pptx

模块一 流体输送技术 04任务四 选择流体输送方式与相关计算 04任务四选择流体输送方式与相关计算3子任务一认识流体的能量表现形式能力目标学习要求与目标1.具有识别与判断流体具有的能量类型的能力。2.具有计算流体本身与外界交换的能量的能力。知识目标1.掌握流体的各种能量基本概念与表达方法；2.掌握流体的各种能量计算方法与量纲。3.掌握柏努利方程的各种表示方式。素质目标1.培养诚实守信、团结协作、爱岗敬业精神；2.培养安全、环保、健康生产意识；3.培养严谨的工作态度及质量意识，具备工程管理能力；4.培养分析问题和解决问题的能力；5.创新能力培养等。 04任务四选择流体输送方式与相关计算子任务一认识流体的能量表现形式流体 流体--液体和气体的总称??流体具有三个特点①流动性，即抗剪抗张能力都很小。②无固定形状，随容器的形状而变化。③在外力作用下流体内部发生相对运动。 04任务四选择流体输送方式与相关计算子任务一认识流体的能量表现形式流体种类 1.不可压缩性流体：流体的体积不随压强而变化，受热时体积膨胀不显著。 2.可压缩性流体：流体的体积随压强和温度发生显著变化。 一般液体的体积随压强和温度变化很小，可视为不可压缩性流体；而对于气体，当压强和温度变化时，体积会有较大的变化，常视为可压缩性流体，但如果压强和温度的变化率不大时，该气体也可近似地按不可压缩性流体处理。 04任务四选择流体输送方式与相关计算 通过对流体本身所具有的能量认识，在稳定的流动状态下的不可压缩流体根据能量守恒定律，推导出柏努利方程。掌握与运用柏努利方程，解决流体在输送过程中的各种问题，并能计算位差（或高度）、静压能（或压力）、动能（或流量、流速）、外加能量（或机械功率）等等。 04任务四选择流体输送方式与相关计算子任务一认识流体的能量表现形式一、流体具有的能量 流动系统的能量流动系统中涉及的能量有多种形式，包括内能、机械能、功、热、损失能量，若系统不涉及温度变化及热量交换，内能为常数，则系统中所涉及的能量只有机械能、功、损失能量。能量根据其属性分为流体自身所具有的能量及系统与外部交换的能量。 04任务四选择流体输送方式与相关计算1) 内能：物质内部能量的总和(分子平动能，转动能，振动能)????以U1，U2表示：内能是一个状态函数，取决于流体本身的状态。 ??U1－1㎏流体输入系统的内能，J/㎏；??U2－1㎏流体输出系统的内能，J/㎏； 04任务四选择流体输送方式与相关计算2)位能：流体因受重力作用，在不同的高度处具有不同的位能，相当于质量为m的流体自基准水平面升举到某高度Z所做的功：??Ep=mgZ， J??????? ?? 单位质量(1㎏)流体的位能mgZ/m=gZ， J/㎏； 则：gZ1－1㎏流体输入系统的位能；gZ2－1㎏流体输出系统的位能； 04任务四选择流体输送方式与相关计算??3)动能：流体以一定的速度运动时，便具有一定的动能，质量为m，流速为u的流体具有的动能为：Ek=(1/2)mu2， J??? (1/2) u12－1㎏流体输入系统的动能；(1/2) u22－1㎏流体输出系统的动能； 04任务四选择流体输送方式与相关计算??4) 静压强(压强能)：流动着的流体内部任何位置具有一定的静压强，如：??????? 对于如上图所示的流动系统，流体通过1—1`截面时，由于截面处流体具有一定的压力，这就需要对流体作相应的功，以克服这个压力，才能把流体推进系统里去。??因此通过截面1—1`的流体必定要带有与所需的功相当的能量才能进入系统，流体所具有的这种能量就称为静压能或流动功。? 04任务四选择流体输送方式与相关计算设质量为m体积为V1的流体通过截面1—1`，把流体推进到此截面所需的作用力为p1A1，又位移为V1/ A1，则：流体带入系统的静压能为：p1A1·V1/ A1= p1V1，J；1㎏流体带入系统的静压能为：p1V1/ m= p1v1，J/㎏；1㎏流体带出系统的静压能为：p2V2/ m= p2v2，J/㎏；流体的总机械能=位能+动能+静压能 04任务四选择流体输送方式与相关计算?5) 热： Qe－1㎏流体接受或放出的能量，J/㎏? Qe可为正可为负； 吸热，Qe则为正值。放热，Qe则为负值。??6)外功(净功)： We—1㎏流体通过输送设备(泵或风机)所获得或输出的能量，J/㎏； We可为正可为负； 对外做功 为负 对内做功 为正 对于稳流系统，则能量衡算式为： ∑Ei=∑Eo 04任务四选择流体输送方式与相关计算 能