流体输送操作—伯努利方程及工程应用（化工单元操作课件）.pptxVIP

项目一 流体输送操作 任务六 伯努利方程的应用 引入：如何实现流体的输送过程？ 我们前面讲过从高位槽送料、压缩空气送料、真空抽料和输送机械送料等。对于不同的送料方式，如何才能保证完成输送任务呢？要解决这个问题，我们需要学习流体输送的能量衡算问题------伯努利方程。 想一想 一、流动流体具有的机械能 （1-11） 引入：机械能有哪几种形式？ 1. 位能（势能）： 流体因重力作用而具有的能量，是相对值，计算时须规定基准水平面。 若质量为m的流体与基准水平面垂直距离为z（m），则位能为mgz。 单位质量的流体所具有的位能为 gz。 一、流动流体具有的机械能 2. 动能： 流体以一定速度流动具有的能量。 若质量为m（kg）的流体，流速为u，则动能为1/2mu2。 单位质量的流体具有的动能为1/2u2 一、流动流体具有的机械能 3. 静压能： 引入：静止流体内部任一位置具有静压强，则流动流体内部也有静压强。 在如图管路系统中，某截面处流体的压强为P，流体要流过该截面，必须克服压力做功，称为流动功， 流体必须具有一定的能量克服压力做功，称为静压能。 （P=F/A，距离=V/A） 位能、动能、静压能三种能量为流体在管路中流动时自身具有的机械能形式。 二、流动体系与外界交换的能量 1. 外加功： 当系统中安装有流体输送机械时，它将对系统作功，即将外部的能量转化为流体的机械能。 单位质量流体从输送机械中所获得的能量称为外加功，用We表示，其单位为J/kg。 2. 损失能量 由于流体具有粘性，在流动过程中要克服各种阻力，所以流动中有能量损失。 单位质量流体流动时为克服阻力而损失的能量，用Σhf表示，其单位为J/kg。 三、理想流体的伯努利方程 理想流体 特点：没有黏性，流动过程中无阻力损失。 能量守恒： = 理想流体伯努利方程的表达式 四、实际流体的伯努利方程 实际流体 特点：有黏性，流动过程中有阻力损失。 能量守恒： 实际流体伯努利方程的表达式 输入能量+外加能量=输出能量+损失能量 四、实际流体的伯努利方程 讨论：伯努利方程的拓展式 原始表达式： 式中左右两项各除以g，则有： 令 任务：弄清各项的物理意义 五、伯努利方程的应用 1-1. 伯努利方程的解题要点 （1）根据题意，画出流程示意图； （2）正确选取截面： 截面必须与流体的流动方向垂直，一般以流体流入系统为1-1´截面，流出系统 为2-2´截面。 （3）选择合适的基准水平面 一般选取两截面中位置较低的截面为基准水平面（基准水平面的选取是为了确 定流体位能的大小）。 （4）单位必须一致 计算中各物理量的单位保持一致。 五、伯努利方程的应用 1-2. 伯努利方程的解题步骤 （1）作图与选截面； （2）选取基准水平面； （3）找出已知条件； （4）列伯努利方程，求解。 五、伯努利方程的应用 2. 伯努利方程的应用举例 如图所示，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，送液管为Ø45mm×2.5mm的钢管，要求送液量为3.6m3/h。设料液在管内的压头损失为1.2m，试问高位槽的液位要高出进料口多少米？