環(huán)境工程原理第三章1-2節(jié)(編輯修改稿)
2025-02-16 08:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 AuAuuA ??思考： 如果管道有分支 ， 則穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的連續(xù)性方程 又如何 ？ 三、流動(dòng)系統(tǒng)的能量衡算方程 1 1’ 2’ 2 系統(tǒng)與外界交換能量 流體攜帶能量 （一）總能量衡算 衡算范圍： 截面 11’與 22’間的管道和設(shè)備。 衡算基準(zhǔn)： 1kg流體。 取 00’為基準(zhǔn)水平面。 流體攜帶能量 靜壓能 位能 動(dòng)能 內(nèi)能 ＋ E E E E E ? ? ? 輸出 系統(tǒng)的物質(zhì)的總能量－ 輸入 系統(tǒng)的物質(zhì)的總能量＝從外界 吸收的熱量 － 對(duì)外界所作的功 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)下，系統(tǒng)內(nèi)部無(wú)能量積累，則能量衡算方程為 (1)內(nèi)能：溫度的函數(shù)， 單位質(zhì)量流體 的內(nèi)能用 e表示 ， 單位 kJ/kg (2)動(dòng)能：流體流動(dòng)時(shí)具有的能量 (3)位能：流體受重力作用具有的能量 ，取決于 相對(duì)基準(zhǔn)水平面的高度。 21 ( J )2 mu單位質(zhì)量流體具有的動(dòng)能 21 ( J/ k g )2 u?()m gZ J單位質(zhì)量流體的位能 ( J /k g )gZ?(4) 靜壓能（流動(dòng)功） 流體內(nèi)部任何位置具有一定的靜壓力。流體進(jìn)入系統(tǒng)需要對(duì)抗壓力做功，這部分功成為流體靜壓能輸入系統(tǒng)。 流體在截面處具有的壓力 F p A?流體通過(guò)截面的距離為 /l V A?流體通過(guò)截面的靜壓能 Fl?單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能 Vpm?( J / k g )pv?A F VpAA??( J )pV?質(zhì)量體積 單位質(zhì)量流體的總能量為 212E e u g z p ?? ? ? ?與外界交換的能量 (1) 功：?jiǎn)挝毁|(zhì)量流體對(duì)輸送機(jī)械作功 We， kJ/kg， We 為負(fù)值，表示輸送機(jī)械對(duì)系統(tǒng)內(nèi)流體作功。 (2) 熱：?jiǎn)挝毁|(zhì)量流體在通過(guò)系統(tǒng)過(guò)程中與環(huán)境交換熱量為 Qe， kJ/kg， 吸熱為正值 ， 放熱為負(fù)值 。 總能量方程 流體本身所具有能量和熱、功就是流動(dòng)系統(tǒng)的總能量 1 1’ 2’ 2 21 1 1 1 1 112E e u g z p ?? ? ? ?22 2 2 2 2 212E e u g z p ?? ? ? ?單位質(zhì)量流體穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程的總能量衡算式 2ee1()2e u g z p Q W?? ? ? ? ? ?222 2 2 2 2 1 1 1 1 1 e e11( ) ( )22e u g z p e u g z p Q W??? ? ? ? ? ? ? ? ?221 1 1 1 1 e 2 2 2 2 2 e1122e u g z p Q e u g z p W??? ? ? ? ? ? ? ? ?() 功 機(jī)械能 內(nèi)能 動(dòng)能 位能 靜壓能 熱 注意 ： A. 實(shí)際應(yīng)用時(shí)密度、壓力、高度可以采用截面處的平 均值。 B. 對(duì)于實(shí)際流體，截面上各點(diǎn)的速度不同，應(yīng)用能量 衡算方程時(shí)應(yīng)以截面上的平均動(dòng)能代替方程中的動(dòng) 能項(xiàng)，而不能以平均速度代替方程中的速度。 muu?22mm1122uu?? ????? ? m1 dAu u AA? ?? 22m1 1 1 d22 Au u AA?? ????? ??22mm1122uu?? ?????由于工程上常采用平均速度，為應(yīng)用方便，引入 動(dòng)能校正系數(shù) α， 22mm1122uu?? ??????2m e e1()2e u g z p Q W??? ? ? ? ? ?() 引入動(dòng)能校正系數(shù) α后， ? ?2m1e ( )2 eeu g Z p Q W??? ? ? ? ? ? ? ? ?() pveH ??? 2m1 ()2 eeH u g Z Q W?? ? ? ? ? ? ?流體輸送過(guò)程 各種 機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換 ， 可用于輸送流體 機(jī)械消耗過(guò)程 — 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ， 使流體溫度略有升高 從流體輸送角度這部分機(jī)械能 “ 損失 ” （二）機(jī)械能衡算方程 (柏努利方程 ) 將總能量衡算方程中 熱和內(nèi)能 項(xiàng)消去，用 機(jī)械能和機(jī)械能損失 表示。 通過(guò)適當(dāng)變換 機(jī)械能衡算方程。 內(nèi)能和熱 ： 不能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能用于流體輸送 機(jī)械能衡算方程 假設(shè)流動(dòng)為穩(wěn)態(tài)過(guò)程。根據(jù)熱力學(xué)第一定律：
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1