流體流動與輸送課件(已修改)
2025-01-31 10:29 本頁面
【正文】 第三章流體流動過程及流體輸送設備 ?流體的基本性質(zhì) ?流體流動的基本規(guī)律 ?流體壓力和流量的測量 ?管內(nèi)流體流動的阻力 ?流體輸送設備 研究流體的流動與輸送要解決以下問題 ?流體輸送所需管徑尺寸的選擇 ?輸送流體所需能量和設備的確定 ?流體性能參數(shù)的測量和控制 ?研究流體的流動形態(tài) ?了解流體輸送設備的工作原理和操作性能 流體的基本性質(zhì) ? :單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的密度 . ? : 單位質(zhì)量流體所具有的體積 ? : 流體垂直作用于單位面積上的力 (1)絕對壓力：以絕對零壓為起點而計量 （ 2）表壓：以大氣壓力為基準而計量的壓力。＞大氣壓 為表壓 ＜大氣壓 為真空度 ?表壓 =絕對壓力 大氣壓力 ?真空度 =大氣壓力 絕對壓力 ? ?（ 1）流量：單位時間內(nèi)流體經(jīng)過管道任一截面的流體的量。若用流體的體積量來表示，稱為體積流量。 （ 2）流速：單位時間內(nèi)，流體在管道內(nèi)沿流動方向所流過的距離 。用 u表示 ? u =qv/S ?S：與流體流動方向相垂直的管道截面積 ? ：衡量流體粘性大小的物理量。 ? 牛頓粘性定律 式中： μ—— 流體的粘度， （ ） 。 —— 法向速度梯度， 1/s。 牛頓粘性定律 ? （ 3）牛頓粘性定律 式中： μ—— 流體的粘度， （ ） 。 —— 法向速度梯度， 1/s。 ?定態(tài)流動和非定態(tài)流動 ?流體定態(tài)流動過程的物料衡算（連續(xù)性方程） ?流體定態(tài)流動過程的能量衡算（柏努力方程） ?流體流動規(guī)律的應用舉例 定態(tài)流動和非定態(tài)流動 ?定態(tài)流動：流速、壓力、密度等物理量不隨時間而改變 ?非定態(tài)流動：流速、壓力、密度等物理量中任意一項隨時間而改變 流體定態(tài)流動過程的物料衡算 ?當流體在流動系統(tǒng)中作定態(tài)流動時，根據(jù)質(zhì)量作用定律，在沒有物料累積和泄漏的情況下，單位時間內(nèi)通過流動系統(tǒng)任一截面的流體的質(zhì)量應相等。 qm,1= qm,2 ?流體定態(tài)流動過程的能量衡算 ?一、柏努利方程式的建立 ?流體作穩(wěn)定流動時，有四種能量可能發(fā)生變化。即 位能 ? 動能 機械能 ? 靜壓能 ? 內(nèi)能 ?能量之間是可以互相轉(zhuǎn)化的，內(nèi)能與機械能之間也是如此。 ?為了使問題簡化，我們首先建立理想液體的柏式。 ?理想液體的特點 ： ? （ 1）絕對不可壓縮 （比容不隨壓強 P而變） ? （ 2）完全沒有粘性 （無內(nèi)摩擦力，即沒有機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，即 T不變） ?（ 3）流動時無阻力 。 ?理想流體流動時，只有機械能之間的轉(zhuǎn)化，而無內(nèi)能的增減。 1122p 1p 2A 1A 2O Ov 1v 2H 1H 2?對于穩(wěn)定流動，每 m kg流體經(jīng)截面 1— 1’進入系統(tǒng)內(nèi)，必有 m kg流體經(jīng)截面 2— 2’離開這個系統(tǒng)。 ∴ ，以 m kg流體作為衡算的基準。 ?位能 ?流體受重力的作用，在不同的高度具有不同的位能。它是個相對值。 ?位能 = mgZ ?單位： mgZ= kg m/s2 m = Nm =J ?∴ ， mgZ流體在截面 1— 1’ ， 2— 2’所具有的位能分別為： mgZ1 , mgZ2 ? 動能 ?流體流動時所具有的能量。 ?動能 = ?這一能量相當于將 mkg流體從速度為零加速到速度為所做的功。 ?單位： = kg m2/s2= Nm = J ? mkg流體在截面 1— 1’， 2— 2’處所具有的動能分別為：， 221mu? mkg流體在截面 1— 1’， 2— 2’處所具有的 ?動能分別為： mu12 ， mu22 2121靜壓能（流動功） ?在靜止或流動的流體內(nèi)部任一處都有一定的靜壓強。 液 體 v?如 mkg流體，體積為 V[m3]，通過截面 1— 1’，把該流體推進此截面所需的作用力 =P1S1。 ?流體通過此截面所走的距離 = ， ?流體帶入系統(tǒng)的靜壓能 = ?單位： 11SV11AV111111 VPSVSP ?111111 VPAVAP ?JNmmmNVP ??? 3211同理： 2— 2’截面處流體所具有的靜壓能為P2V2。 ?根據(jù)能量守恒與轉(zhuǎn)化定律，兩截面所具有的總機械能相等， 2222211211 22 VPmum gZVPmum gZ ??????兩邊除以 m ， V=V1=V2 ?
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