化工基礎(chǔ)之流體流動(dòng)過程及流體輸送設(shè)備(編輯修改稿)
2025-01-18 23:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 為 質(zhì)量流量 ，以符號(hào)qm表示，其單位為 kgs1 或 kgh1 。 若流體量用物質(zhì)的量表示，稱為 摩爾流量 ，以符號(hào) qn表示，其單位為 mols1。 qm=ρqV 質(zhì)量流量與摩爾流量的關(guān)系為 qm＝ Mqn 體積流量和質(zhì)量流量的關(guān)系為： 單位時(shí)間內(nèi)，流體在管道內(nèi)沿流動(dòng)方向所流過的距離，稱為 流體的流速 ，以 u表示，單位為 ms1。 u = qV/A A —— 與流體流動(dòng)方向相垂直的管道截面積 ， m2 管道中心的流速最大，離管中心距離越遠(yuǎn)，流速越小，而在緊靠管壁處，流速為零。 通常所說的 流速 是指管道整個(gè)截面上的平均流速，以流體的體積流量除以管路的截面積所得的值來表示： 質(zhì)量流速 的定義是單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管路單位截面積的質(zhì)量，以 G表示，單位為 kgs1m 2， 表達(dá)式為： G = qm／ A 流速和質(zhì)量流速兩者之間的關(guān)系： 液體 ～ s1， 高粘度液體 ～ ms1； 氣體 102 ～ 0 ms1， 高壓氣體 15 ～ 25 ms1； 飽和水蒸氣 204 ～ 0 ms1， 過熱水蒸氣 30 ～ 50 ms1。 G =ρu 工業(yè)上用的流速范圍大致為： 練習(xí)：習(xí)題 3 2． 定態(tài)流動(dòng)和非定態(tài)流動(dòng) 流體在管道或設(shè)備中流動(dòng)時(shí)，若在任一截面上流體的流速、壓力、密度等有關(guān)物理量僅隨位置而改變，但不隨時(shí)間而改變，稱為 定態(tài)流動(dòng) ；反之，若流體在各截面上的有關(guān)物理量中，只要有一項(xiàng)隨時(shí)間而變化，則 稱為非定態(tài)流動(dòng) 。 3．定態(tài)流動(dòng)過程物料衡算 —— 連續(xù)性方程 當(dāng)流體在流動(dòng)系統(tǒng)中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，根據(jù) 質(zhì)量守恒定律 ，在沒有物料累積和泄漏的情況下，單位時(shí)間內(nèi)通過流動(dòng)系統(tǒng)任一截面的流體的質(zhì)量應(yīng)相等。 對(duì)上圖所示截面 1— 1’和 2— 2’之間作物料衡算： qm,1=qm,2 又因?yàn)?qm=ρuA， 所以： ρ1u1A1 =ρ2u2A2 在任何一個(gè)截面上，則： qm=ρ1u1A1＝ ρ2u2A2＝ … ＝ ρnunAn= 常數(shù) 對(duì)于不可壓縮流體， ρ=常數(shù)，則： 它反映在定態(tài)流動(dòng)體系中，流量一定時(shí)，管路各截面上流體流速的變化規(guī)律。 qV = u1A1 = u2A2 = … = unAn = 常數(shù) qm,1=qm,2 4．流體定態(tài)流動(dòng)過程的能量衡算 —— 伯努利方程 流動(dòng)體系的能量形式主要有： 流體的動(dòng)能、位能、靜壓能以及流體本身的內(nèi)能。 ①動(dòng)能 流體以一定的流速流動(dòng)時(shí)，便具有一定的動(dòng)能。動(dòng)能為 mu2/2， 單位為 kJ。 ②位能 流體因受重力的作用，在不同高度處具有不同的位能，相當(dāng)在高度 z處所做的功，即 mgz， 單位為 kJ。 ③靜壓能 靜止流體內(nèi)部任一處都存在一定的靜壓力。
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