化工原理學(xué)--管內(nèi)流體流動(dòng)的基本方程式-全文預(yù)覽
【正文】 的平均密度 ρ m代替 。 圖2023/3/5 星期五對(duì)于定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)： ∑輸入能量 =∑輸出能量Σ輸入能量 Σ輸出能量 —— 穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程的總能量衡算式 u122= U1 + gZ1 + + p1v1 + qe + Weu222= U2 + gZ2 + + p2v2?u22??U + g?Z + + ?(pv) = qe + We2023/3/5 星期五—— 穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程的總能量衡算式—— 流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律 流動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能衡算式 —— 柏努利方程 1）流動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能衡算式∵ H = U + pv?u22??H + g?Z + = qe + We2023/3/5 星期五流體與環(huán)境所交換的熱 qe阻力損失 2023/3/5 星期五代入上式得： —— 流體穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能衡算式 2）柏努利方程（ Bernalli’s equation） 當(dāng)流體不可壓縮時(shí)， ∵2023/3/5 星期五代入：對(duì)于理想流體，當(dāng)沒(méi)有外功加入時(shí) W e=0, Σhf=0 ?柏努利方程 得2023/3/5 星期五柏努利方程式的討論 1）柏努利方程式表明理想流體在管內(nèi)做穩(wěn)定流動(dòng)，沒(méi)有外功加入時(shí)，任意截面上單位質(zhì)量流體的總機(jī)械能即動(dòng)能、位能、靜壓能之和為一常數(shù)，用 E表示。2023/3/5 星期五3）總能量衡算 衡算范圍：截面 11’和截面 22’間的管道和設(shè)備。 ③ 動(dòng)能：質(zhì)量為 m， 流速為 u的流體所具有的動(dòng)能 單位質(zhì)量流體所具有的動(dòng)能 ④ 靜壓能（流動(dòng)功） = mgZ(J)= gZ(J/kg)= mu2(J)1212= u2(J/kg)2023/3/5 星期五流體在截面處所具有的壓力 流體通過(guò)截面所走的距離為 流體通過(guò)截面的靜壓能 單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能 單位質(zhì)量流體本身所具有的總能量為 ：Vm= p = pv(J/kg)VA= Fl = pA? = pV(J)12U + gZ+ u2 + pv(J/kg)11’2023/3/5 星期五 單位質(zhì)量流體通過(guò)劃定體積的過(guò)程中所吸的熱為： qe(J/kg)； 質(zhì)量為 m的流體所吸的熱 =mqe[J]。 = ? 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(dòng)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(chēng)為內(nèi)能。 ∴ 氣體采用 W更方便。 數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 平均流速 (average velocity)：流量與流速的關(guān)系為： 質(zhì)量流速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體流過(guò)管道單位面積的質(zhì)量流量。 若流量用質(zhì)量來(lái)計(jì)量，稱(chēng)為質(zhì)量流量 WS；單位： kg/s。 若流量用體積來(lái)計(jì)量，稱(chēng)為體積流量 VS；單位為： m3/s。WS = VS?2023/3/5 星期五單位為： m/s。 G不變，則 W=G/A也不變。衡算基準(zhǔn)： 1s對(duì)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(dòng)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(duì)于圓形管道，表明：在穩(wěn)流系統(tǒng)中，不可
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