化工原理學--管內(nèi)流體流動的基本方程式(已修改)
2025-01-06 19:52 本頁面
【正文】 2023/3/5 星期五本資料來源? 更多資料請訪問 .(....)2023/3/5 星期五第一章 流體流動一、流量與流速二、定態(tài)流動與非定態(tài)流動三、連續(xù)性方程式四、柏努利方程式五、柏努利方程式的應用第二節(jié) 管內(nèi)流體流動的基本方程式2023/3/5 星期五 一、流量與流速 流量 流體在單位時間內(nèi)流經(jīng)管道截面的量，稱為流量。 若流量用體積來計量，稱為體積流量 VS；單位為： m3/s。 若流量用質(zhì)量來計量，稱為質(zhì)量流量 WS；單位： kg/s。 體積流量和質(zhì)量流量的關(guān)系是： 流速 單位時間內(nèi)流體質(zhì)點在通道內(nèi)沿流體流動方向上所流經(jīng) 的距離，稱為流速 u 。 在管壁上 u = 0 。WS = VS?2023/3/5 星期五單位為： m/s。 數(shù)學表達式為： 平均流速 (average velocity)：流量與流速的關(guān)系為： 質(zhì)量流速：單位時間內(nèi)流體流過管道單位面積的質(zhì)量流量。用 G表示，單位為 kg/()。 數(shù)學表達式為：u = VSA u = VS A VS = uA WS = uA? G = WS A = VS? A = u? 2023/3/5 星期五 對于圓形管道，—— 管道直徑的計算式生產(chǎn)實際中，管道直徑應如何確定？說明：氣體的體積與 T、 P有關(guān)，當 T、 P發(fā)生變化時， V及 u=V/A也發(fā)生變化，但 G= ρ?V不變，原因是質(zhì)量不隨 T、 P變化，或說 V↑， ρ↓， 二者之積不變。 G不變，則 W=G/A也不變。 ∴ 氣體采用 W更方便。? d = u4VS ? 4 A = d2 ? 4 u = d2VS 2023/3/5 星期五二、定態(tài)流動與非定態(tài)流動流動系統(tǒng)定態(tài)流動(steady flow)流體在系統(tǒng)中流動時，任一點上的流速、壓強、密度、溫度、粘度等物理參數(shù)僅隨位置而變，不隨時間而改變非定態(tài)流動 任一點上的物理參數(shù)，部分或全部隨時間而變。 例2023/3/5 星期五A?進口管 B?溢流管C?水箱 D?排水管ABCD2’21’12023/3/5 星期五2023/3/5 星期五2023/3/5 星期五三、連續(xù)性方程在穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，對直徑不同的管段做物料衡算衡算范圍：取管內(nèi)壁截面 11’與截面 22’間的管段。衡算基準： 1s對于連續(xù)穩(wěn)定系統(tǒng)： WS1 = WS2WS1 WS212’21’2023/3/5 星期五如果把這一關(guān)系推廣到管路系統(tǒng)的任一截面，有： 若流體為不可壓縮流體 —— 一維穩(wěn)定流動的連續(xù)性方程 WS = uA? = u1A1?1 u2A2?2WS = u1A1?1 u2A2?2 = = = = ? uA? 常數(shù)VS = u1A1 = = = = ? uA 常數(shù)WS ? u2A2= 2023/3/5 星期五對于圓形管道，表明：在穩(wěn)流系統(tǒng)中，不可壓縮流體在管道中的流速與管道截面直徑的平方成反比。 = ? 4 u1 d12 ? 4 u2 d22 = u1 u2 d1d2 22023/3/5 星期五四、柏努利方程式 (Bernoulli’s equation)流體流動的總能量衡算 1）流體本身具有的能量 物質(zhì)內(nèi)部能量的 總和稱為內(nèi)能。 單位質(zhì)量流體的內(nèi)能以 U 表示，單位 J/kg。① 內(nèi)能： 流體因處于重力場內(nèi)而具有的能量。 ② 位能：1?換熱器 2?泵Z1Z22111’22’o o’2023/3/5
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