亚博APP安全有保障| 流体动力学概述及物料平衡
发布时间:2021-04-19  

一、流量:1.体积流量:单元时间内流体流过管路任一截面积的体积,以V表现,m3/s或m3/h。2.质量流量:单元时间内流体流过管路任一截面积的质量,以W表现,kg/s或kg/h。体积流量与质量流量的关系:W=Vρ二、流速:1.(平均线性)体积流速:单元时间内流体在流动偏向上流过的距离,以u表现,m/s。

注:流速沿径向是变化的,管中心流速最大,靠近壁面处最小为零。所以,通常取一截面上各店流速的平均值,称为平均流速,简称流速u=V/A。2.质量流速:单元时间内流体流过管路单元截面积的质量,以G表现,kg/(m2*s)G=W/A=Vρ/A=uρ三、管径的盘算:四、稳定流动与不稳定流动:1.稳定流动:若与流动有关的各参数只随位置变化,不随时间变化,为稳定流动。

2.不稳定流体:若与流动有关的参数不仅随位置变化,而且随时间变化,为不稳定流动。五、物料平衡——一连性方程质量守恒原理:进料量=出料量+积累量。

稳定流动的物料平衡:W1=W2或u1A1ρ1=u2A2ρ2——一连性方程不行压缩流体:ρ为常数,则有u1A1=u2A2对于内径为d的圆形管路有:六、总机械能量衡算流动流体包罗的机械能:1.位能:把质量为m的流体自基准水平面升举到高度Z所作的功,mgZ,单元:J。单元质量流体(1kg)具有的位能称为比位能,gz,【J/kg】2.动能:质量为m,流速为u的流体所具有的动能为1/2mu2.单元为:J。单元质量流体具有的动能称比动能,1/2u2,【J/kg】3.静压能:PV,单元为J,又称流动功单元质量流体所具有的静压能称比静压能;P/ρ,单元为J/kg。流体与外界交流的能量:1.外功:单元质量流体获得的机械能,又称有效功,以We表现,单元J/kg。

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2.能量损失:流体粘性→内摩擦力→流动阻力→能量损失→转化为热。单元质量流体:∑hf,J/kj,称为必能损失。

总能量平衡方程式:gZ1+1/2u12+P1/ρ1+We=gZ2+1/2u22+P2/ρ2+∑hf1~2机械能:位能、动能、压力能——可以相互转化。摩擦阻力损失:机械能转化为用于热能而损失。上述总机械能衡算方程又称为实际流体的伯努利方程式。

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对于理想流体,无外功加入则有:gZ+1/2u2+P/ρ=常数。1.引用条件:适用于不行压缩性流体稳定一连流动。对于压力变化不大的情况(压力变化小于20%),可以认为气体管路也遵循伯努利方程,此时取ρm=(ρ1+ρ2)/2。

2.以单元质量流体为基准,单元:J/kg。3.实际流体:自流管路,流向判断的依据:E1>E2,流体从1流向2。E1=E2,流体静止或流体为理想流体。4.能量转换关系:静压能转化为动能。

5.伯努利方程与静止学方程之间的关系:流体静力学基本方程式为伯努利方程的特例。6.P1和P2可同时用表压或绝对压力,但不能用真空度。7.有关泵功率的盘算:有效功We:单元质量流体从输送机械获得的外功,J/kg。

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泵的有效功率Ne:单元时间内输送机械对流体所的有效功,单元:W,kW;Ne=We*W=WeρV泵的轴功率N:单元kW,W泵的效率:η=Ne/N*100%七、伯努利方程的应用:1.盘算流体输送机械的功率。2.判断自流管路中流体的流向。

八、应用伯努利方程的注意事项:1.依题意画出示意图,确定衡算规模;2.截面的选取:与流动偏向垂直,流体一连,截面间无分支点;基准水平面的选取:必须与地面平行。3.两截面的压强可以同时使用表压或绝对压力,不能用真空度。

4.盘算时方程双方的单元必须统一。5.列伯努利方程必须从上游列到下游。。

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