[工學(xué)]流體流動(dòng)上(參考版)
2025-01-22 11:29本頁面
【正文】 （ 3） 截面的選取 與流體的流動(dòng)方向相垂直； 兩截面間流體應(yīng)是定態(tài)連續(xù)流動(dòng)； 截面宜選在已知量多 、 計(jì)算方便處 。 （ 2） 位能基準(zhǔn)面的選取 必須與地面平行； 宜于選取兩截面中位置較低的截面； 若截面不是水平面 ， 而是垂直于地面 ， 則基準(zhǔn)面應(yīng)選過管中心線的水平面 。 %20121 ??ppp122m??? ??新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 4． 柏努利方程的應(yīng)用 管內(nèi)流體的 u； 輸送設(shè)備的功率； 管路中流體的壓力； 容器間的相對位置等 ； 確定流量或 d 。從截面 1→ 截面 2沒有其他外力作用和外加能量 ，做定常流動(dòng)的系統(tǒng) 。 .21 2 Con s tpuzg ??? ? .2 1 2 Cons tgpugz ??? ?新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 若以單位重量流體為基準(zhǔn) 若以單位體積流體為基準(zhǔn) 21 .2z g u p C o nst??? ? ?.21 2 Cons tgpugz ????新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 gu 221gu 222gp ?1gp ?2H z2 2 1 0 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 We、 Σ hf —— 在兩截面間單位質(zhì)量流體獲得或消耗的能量 。 gpugzgpugz ??22221211 2121 ???????22221211 2121 pugzpugz ????? （ 4） （ 5） —— 柏努利方程式 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 4. 柏努利方程的討論 （ 1） 若流體處于靜止 ， u=0， Σhf=0， We=0， 則柏努利方程變?yōu)? 說明柏努利方程既表示流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ， 也表示流體靜止?fàn)顟B(tài)的規(guī)律 。 即無粘性流體 。 22121 1 2 21122 efppz g u W z g u h??? ? ? ? ? ? ? ?新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 2） 以單位重量流體為基準(zhǔn) 將 (1)式各項(xiàng)同除重力加速度 g : 式中各項(xiàng)單位為 mNJkgN kgJ ??//22121 1 2 21122fe hWppz u z ug g g g g g???? ? ? ? ? ? ?新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 z —— 位壓頭 gu22 —— 動(dòng)壓頭 He—— 外加壓頭或有效壓頭 。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 2． 實(shí)際流體的機(jī)械能衡算 假設(shè) 流體不可壓縮 ， 則 流動(dòng)系統(tǒng)無熱交換 ， 則 流體溫度不變 ， 則 21 ?? ?0?eq21 UU ?(1) 以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn) 設(shè) 1kg流體損失的能量為 Σ hf（ J/kg） ， 有： (1) 式中各項(xiàng)單位為 J/kg。 eqA V （ 3）動(dòng)能 1kg的流體所具有的動(dòng)能為 (J/kg) 212u新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 6） 外功 (有效功 ) 1kg流體從流體輸送機(jī)械所獲得的能量為 We (J/kg)。 1kg的流體所具有的位能為 1zg（ J/kg） 。 1kg流體具有的內(nèi)能為 U（ J/kg） 。1039。 3a 1 2 3b 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 管 1的內(nèi)徑為 mm8142891 ????dm / 109423211 ??????dVu S?mm100421082 ????dm / )10081()( 222112 ???? dduu1 2 3b 3a 附圖 解： 則水在管 1中的流速為 管 2的內(nèi)徑為 水在管 2中的流速為 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 ????d3322 2 AuAu ?m / )50100()(2 223223 ??? dduu管 3a及 3b的內(nèi)徑為 又水在分支管路 3a、 3b中的流量相等，則有 即水在管 3a和 3b中的流速為 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的能量守恒 —— 柏努利方程 一 、 總能量衡算 qeWep2,u2, ?2p1,u1, ?1239。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 例 13 如附圖所示 ， 管路由一段 φ 89 4mm的管 一段 φ 108 4mm的管 2和兩段 φ 57 管 3a及 3b連接而成 。 流速選擇： 三 、 管徑的估算 ↑→ d ↓ →設(shè)備費(fèi)用 ↓ u 流動(dòng)阻力 ↑ →動(dòng)力消耗 ↑ →操作費(fèi) ↑ 均衡考慮 u u適宜 費(fèi) 用 總費(fèi)用 設(shè)備費(fèi) 操作費(fèi) 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 常用流體適宜流速范圍： 水及一般液體 1~3 m/s 粘度較大的液體 ~1 m/s 低壓氣體 8~15 m/s 壓力較高的氣體 15～ 25 m/s P26 表 11 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 生產(chǎn)實(shí)際中 ， 管道直徑應(yīng)如何確定 ？ 選管徑程序： 取經(jīng)驗(yàn) u→ →圓整 d →校驗(yàn) u 40 .7 8 5ssVVduu???→選取 d 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 管材的選取 ?一般清水、常壓氣體：水煤氣管 ?帶壓得液、氣：無縫鋼管 ?污水、下水：鑄鐵管 ?有腐蝕性的流體：陶瓷管、塑料管 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 定常流動(dòng)與非定常流動(dòng) 定常流動(dòng) ：各截面上的密度 、 壓強(qiáng) 、 流速 、 溫度等物理量僅隨位置變化 ， 而不隨時(shí)間變化； 非定常流動(dòng) ：流體在各截面上的有關(guān)物理量既隨位置變化 ， 也隨時(shí)間變化 。 AVu s?
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