流体流动与输送(课件)

(96页)

'流体流动与输送(课件)'
第三章流体流动过程及流体输送设备l流体的基本性质l流体流动的基本规律l流体压力和流量的测量l管内流体流动的阻力l流体输送设备研究流体的流动与输送要解决以下问题l流体输送所需管径尺寸的选择l输送流体所需能量和设备的确定l流体性能参数的测量和控制l研究流体的流动形态l了解流体输送设备的工作原理和操作性能3.1 流体的基本性质l1.密度:单位体积流体所具有的质量称为流 体的密度.l2.比体积: 单位质量流体所具有的体积l3.压力: 流体垂直作用于单位面积上的力 (1)绝对压力:以绝对零压为起点而计量 (2)表压:以大气压力为基准而计量的压 力。>大气压 为表压 <大气压 为真空度l表压=绝对压力-大气压力l真空度=大气压力-绝对压力l4.流量和流速l(1)流量:单位时间内流体经过管道任一 截面的流体的量。若用流体的体积量来表 示,称为体积流量。 (2)流速:单位时间内,流体在管道内沿 流动方向所流过的距离 。用u表示l u =qv/SlS:与流体流动方向相垂直的管道截面积l 5.粘度:衡量流体粘性 大小的物理量。l 牛顿粘性定律 式中:μ——流体的粘 度,Pa.s(N.s/m2); ——法向速 度梯度,1/s。牛顿粘性定律l (3)牛顿粘性定律 式中:μ——流体的粘度,Pa.s(N.s/m2); ——法向速度梯度,1/s。3.2流体流动的基本规律l1、定态流动和非定态流动l2、流体定态流动过程的物料衡算(连续性 方程)l3、流体定态流动过程的能量衡算(柏努力 方程)l4、流体流动规律的应用举例1、定态流动和非定态流动l定态流动:流速、压力、密度等物理量不 随时间而改变l非定态流动:流速、压力、密度等物理量 中任意一项随时间而改变2、流体定态流动过程的物料衡算l 当流体在流动系统中作定态流动时,根 据质量作用定律,在没有物料累积和泄 漏的情况下,单位时间内通过流动系统 任一截面的流体的质量应相等。 qm,1= qm,2 ?3、流体定态流动过程的能量衡算l一、柏努利方程式的建立l流体作稳定流动时,有四种能量可能发生 变化。即 位能l 动能 机械能l 静压能l 内能l能量之间是可以互相转化的,内能与机械 能之间也是如此。 l为了使问题简化,我们首先建立理想液体 的柏式。l理想液体的特点 :l (1)绝对不可压缩(比容不随压强P而变) l (2)完全没有粘性(无内摩擦力,即没 有机械能向内能的转化,即T不变)l(3)流动时无阻力。l理想流体流动时,只有机械能之间的转化, 而无内能的增减。 2 p2 A2 v2 2 1p1 A1 v1 H2 H1 1 O Ol对于稳定流动,每m kg流体经截面1—1’进 入系统内,必有m kg流体经截面2—2’离开 这个系统。∴,以m kg流体作为衡算的基 准。l1、位能l流体受重力的作用,在不同的高度具有不 同的位能。它是个相对值。l位能= mgZl单位:mgZ= kg×m/s2×m = Nm =Jl∴,mgZ流体在截面1—1’ ,2—2’所具有的 位能分别为:mgZ1 , mgZ2l 2、动能l 流体流动时所具有的能量。 1l 动能 mu 2 = 2l 这一能量相当于将mkg流体从速度为零加速到速 度为所做的功。 2l 单位:= kg×m2/s = Nm = Jl mkg流体在截面1—1’,2—2’处所具有的动能分别 为:,l mkg流体在截面1—1’,2—2’处所具有的 1l 动能分别为:1 mu 2 , mu 2 2 1 2 23、静压能(流动功)l在静止或流动的流体内部任一处都有一定 的静压强。 液体vV1 V1P1 A1 ? P1 V1A1 A1 l如mkg流体,体积为V[m3],通过截面1—1’, 把该流体推进此截面所需的作用力=P1S1。 l流体通过此截面所走的距离= , V1 S1 l流体带入系统的静压能= V PS 1 ? P V l单位: 1 1 1 1 S1 N PV ? m 3 ? Nm ? J 1 1 m 2同理:2—2’截面处流体所具有的静压能为P2V2。l根据能量守恒与转化定律,两截面所具有 的总机械能相等, mu 2 mu 2 mgZ ? 1 ? PV ? mgZ ? 2 ? PV 1 2 1 1 2 2 2 2 两边除以 ? ?,m m ? ?Vl m V V=V1=V2 u 2 P u 2 P gZ ? 1 ? 1 ? gZ ? 2 ? 2 1 2 ? 2 2 ?l [J/kg] (1)l 两边除以g, u 2 p u 2 p Z ? 1 ? 1 ? Z ? 2 ? 2 1 2g ?g 2 2g ?gl [米液柱](2)二、柏式的引申l实际流体有粘性,所以在流动时有摩擦阻 力产生,其数值的大小视 l 流体的性质 l 流动的状况l 管壁的粗糙程度 而定。有外加流体输送机械对流体作功。所以,实际流体的柏努利方程式变为: u 2 p u 2 p Z ? 1 ? 1 ? H ? Z ? 2 ? 2 ? H 1 2g ?g e 2 2g ?g fl [m] (3) 流体输送所需功率是指:单位时间耗用的能量,l实际功率 N q ?gH q gH N ? e ? v e ? m e a ? ? ?l式中:Ne-理论功率l ? -输送设备的效率l工程上将每kg流体所具有的各种形式的能 量统称为压头,如lZ:位压头(简称位头) 2 u :动压头,又称速度头。l 2 g l P :静压头 ?glHe:输送设备对流体所提供的能量,又称 有效压头。lHf:因阻力所消耗的能量,又称压头损失。l压头—可以互相转化,是某一截面的能量。l压头损失—为沿程的压头损失,不是某一 截面的。压头一经损失掉,就不能变回系 统里任何一种形式的压头。三、柏努利的讨论l1、方程使用条件:连续系统,稳定流动, 不可压缩性流体。 P ? P 1 2 ? 20%l2、对于气体,当压强变化 P1l时,公式仍适用,其结果是足够准确的。 计算时只需将气体的密度 ? 用平均密度 ? m ?1 ? ? 2 代替,即 ? m ? 。 2 l3、对于静止流体,u=0,He=0,Hf=0,则 (3)式变为 P P Z ? 1 ? Z ? 2 1 ?g 2 ?g P ? P 2 1 ? Z ? Z ?g 1 2l4、对于实际流体的流动, H f ? 0 ,它 有压头损失。l5、对于不稳定流动,在任一瞬间柏式方程 仍能成立。四、应用柏式解题要点l(一)、画示意图,标明流动方向 2 H2 2 O 1 H1 O 1l(二)、选截面l取截面是为了确定能量的衡算范围。l1、需求取的未知量必须在截面上或两截面 间。l2、流动方向与截面相垂直。l3、以上游为1—1’,下游为2—2’,把所选 截面标在图上。l4、截面不要选在转弯处或直径突变处。(三)选水平基准面l1、水平基准面的的高度可以任意选取,但 必须与地面平行。l2、截面位置在水平基准面的上方,其位压 头为正,反之为负。l3、把所选基准面标在图上。l(四)单位要统一(SI制)五、柏式应用举例l1、确定容器间的相对位置l已知:高位槽和反应器均为敞口容器。l管内流速=2[m/s],Hf =2[m] ,求 h atm 1 1 atm h 2 2 O Ol解:在1—1’,2—2’间列柏式,以0—0’为 基准面。lz1=h,z2=0,P1=P2=0(表压)lu1= 0,u2 = 2[m/s] ,Hf = 2m,He = 0 u 2 22 h ? 2 ? H ? ? 2 ? 2.2 2g f 2g2、确定管路中流体的压强
关 键 词:
流体流动与输送(课件) ppt、pptx格式 免费阅读 下载 天天文库
 天天文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:流体流动与输送(课件)
链接地址: https://www.wenku365.com/p-44790804.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服点击这里,给天天文库发消息,QQ:1290478887 - 联系我们

本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有【成交的100%(原创)】。本站是网络服务平台方,若您的权利被侵害,侵权客服QQ:1290478887 欢迎举报。

1290478887@qq.com 2017-2027 https://www.wenku365.com 网站版权所有

粤ICP备19057495号 

收起
展开