化工原理實(shí)用ppt課件-閱讀頁
2025-05-27 06:51本頁面
【正文】 方向上所流過的距離 ， m/s. 實(shí)驗(yàn)證明流體流經(jīng)管道任一截面時(shí) ， 流速沿徑向方向各不相同； 管中心： r=0， ur=umax； 管壁處： r=R， ur=0； 呈下圖所示分布： 管內(nèi)任一截面處流速的分布情況 u —— 平均流速 A— 與流動(dòng)方向相垂直的管道橫截面積 ㎡ 以后如不特別加以說明，流體的流速指的是平均流速，而不是點(diǎn)流速 。s 平均流速 G=Ws/A=Vsρ 通常 ,管道為圓管時(shí)： 此式關(guān)聯(lián)了 Vs， u， d 三者， Vs為生產(chǎn)任務(wù)，一般為確定量 (定值 )。 穩(wěn)態(tài)流動(dòng) 非穩(wěn)態(tài)流動(dòng) 1 1/ 2 2/ 穩(wěn)定流動(dòng) ：在流動(dòng)系統(tǒng)中，若各截面上流體的流速、壓強(qiáng)、密度等有關(guān)物理量僅隨位置而變，不隨時(shí)間而變。參數(shù)表示為 本章重點(diǎn)討論穩(wěn)定流動(dòng)問題 專題 :黏度 P15閱讀 ? PDF文件 167。取從截面 11到截面 22的范圍作流體的質(zhì)量衡算。 注意： 連續(xù)性方程反映了在定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中，流量一定時(shí)，管路各截面上流速的變化規(guī)律。例題 14 P22 常數(shù)?????? 222211 dudu167。 2)、 位能：流體因受重力作用 ， 在不同的高度處具有不同的位能 ， 相當(dāng)于質(zhì)量為m的流體自基準(zhǔn)水平面升舉到某高度 Z所做的功： 3)、動(dòng)能：流體以一定的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，便具有一定的動(dòng)能，質(zhì)量為 m，流速為 u的流體具有的動(dòng)能為： Ek=(1/2)mu2， J 4)、靜壓強(qiáng) (壓力能 )：流動(dòng)著的流體內(nèi)部任何位置具有一定的靜壓強(qiáng)，如： 通過截面 1— 1`的流體必定要帶有與所需的功相當(dāng)?shù)哪芰坎拍苓M(jìn)入系統(tǒng) ， 流體所具有的這種能量就稱為 壓力能或流動(dòng)功 。 放熱為負(fù) 6)、外功 (凈功 )： We— 1㎏ 流體通過輸送設(shè)備 (泵或風(fēng)機(jī) )所獲得或輸出的能量， J/㎏ ； We可為正可為負(fù)； U1+gZ1+p1v1+(1/2)u12+Qe+We= U2+gZ2+p2v2+(1/2)u22 亦即： 令 ΔU= U2 U1 ΔZ=Z2 Z1 Δu2/2=(1/2)u22 (1/2)u12 Δ(pv)= p2v2 p1v1 對(duì)于定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng) ， 則能量衡算式為： 輸出輸入 EE ???上式為 穩(wěn)流系統(tǒng)中流體總能量衡算式。 ghpp ??? 0a a/ P 流量和流速的概念 常數(shù)?????? 222211 dudu連續(xù)性方程 AVu s?注意： 連續(xù)性方程反映了在定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中，流量一定時(shí)，管路各截面上流速的變化規(guī)律。 流動(dòng)系統(tǒng)的總能量衡算 ΔU+gΔZ+Δ(pv)+(1/2)Δu2=Qe+We 機(jī)械能衡算 柏努利 (Bernonlli) 方程式 1） 、 柏努利方程式 對(duì)于穩(wěn)流 、 不可壓縮流體 、 理想流體(∑hf=0)和無外功輸入 (We=0) 則有： 流體定態(tài)流動(dòng)時(shí)的機(jī)械能衡算式 —— 柏努利方程式 P11 121 1/ 2/ 1 1/ 2 2/ 而對(duì)于非理想流體 (實(shí)際流體 )，有外功輸入： ——廣義的柏努利方程式 fe hpugZWpugZ ??????????22221211 222）、柏努利方程的討論： a)、柏努利方程適用條件 ① 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)； ② 不可壓縮流體； ③ 理想流體； ④ 無外功輸入； b、物理意義： 在任一流動(dòng)截面上單位質(zhì)量流體的總機(jī)械能守恒；而每一截面上各種形式的機(jī)械能不一定相等，但可以相互轉(zhuǎn)換 。 則柏努利方程仍成立， 只是 ρ要以 ρm替代。 f)、不穩(wěn)定流動(dòng)的任一瞬間，柏努利方程仍成立。 (P38例 16) 流體流動(dòng)及輸送問題的計(jì)算 ， 都是根據(jù)流體的柏努利方程來進(jìn)行 。 【 例 2】 用虹吸管從高位槽向反應(yīng)器加料，高位槽和反應(yīng)器均與大氣連通，要求料液在管內(nèi)以 1m/s 的速度流動(dòng)。列柏氏方程得： fWPugzWePugz ?????????22221211 22式中： 001121 ???? ppzhz ，（表壓）， 0?eW∵ 11截面比 22截面面積大得多， ∴ 01 ?u 而 112 201 ?? ???? kgJWsmu f，∴ mh ?注意 :本題下游截面 22必定要選在管子出口內(nèi)側(cè)， 這樣才能與題給的不包括出口損失的總能量相適應(yīng) 。截面可以有許多，選取已知條件最多的截面，是選取截面的原則 。 2）確定基準(zhǔn)面。一般是選位能較底的那個(gè)截面為基準(zhǔn)面。 3） 壓強(qiáng)的單位要統(tǒng)一。如有通大氣的截面，以表壓為單位時(shí)，該處截面表壓為零。 【 例 13】中的 11截面，其流速為零 5） 、 上游截面與下游截面的確定。
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