流體輸送技術(shù)-流體動(dòng)力學(xué)（化工原理課件）

化工原理連續(xù)性方程流量流速描述流體流動(dòng)規(guī)律的基本物理量在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，各物理量的大小僅隨位置變化、不隨時(shí)間變化。在不穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，各物理量的大小不僅隨位置變化、而且隨時(shí)間變化。工業(yè)生產(chǎn)中的連續(xù)操作過程，若生產(chǎn)條件控制正常，則流體流動(dòng)多屬于穩(wěn)定流動(dòng)此時(shí)，流動(dòng)系統(tǒng)中的各物理量之間有沒有關(guān)系呢？連續(xù)性方程211'2'連續(xù)性介質(zhì)，即流體充滿管道12流體在系統(tǒng)中做連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)前提假設(shè)管內(nèi)壁、截面1-1'與截面2-2'之間衡算范圍3單位時(shí)間（1s）內(nèi)通過管路的流體衡算基準(zhǔn)211'2'連續(xù)性介質(zhì)，即流體充滿管道根據(jù)能量守恒定律，則有：qm1=qm2，又

qm=uAρ若將上式推廣到管路上任何一個(gè)截面，則有：qm=u1A1ρ1=u2A2ρ2=…=unAnρn=常數(shù)——連續(xù)性方程穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，流體流經(jīng)管道各截面的qm

恒為常量，但流經(jīng)各截面的u隨A

和

ρ

的不同而變化。若流體為不可壓縮流體，即ρ=常數(shù)，則有：qv=u1A1=u2A2=…=unAn=常數(shù)——連續(xù)性方程不可壓縮流體流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量和體積流量均相等。而且管道截面積A與流體流速u成反比，截面積越小，流速越大。

若不可壓縮流體在圓管內(nèi)流動(dòng)，因不可壓縮流體在圓管內(nèi)的流速u與管道截面積的一次方（A）成反比，與管道內(nèi)徑的平方（d2）成反比。則有綜上可知，將反映連續(xù)性介質(zhì)在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中物料衡算的關(guān)系式稱為連續(xù)性方程式該方程式表明在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，流量一定時(shí)管路各截面上流速的變化規(guī)律無關(guān)連續(xù)性方程不同形式的表達(dá)式推導(dǎo)過程連續(xù)性方程在化工生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？思考題化工原理伯努利方程流動(dòng)系統(tǒng)中涉及的能量有多種形式內(nèi)能機(jī)械能功熱損失能量能量0102動(dòng)能03位能靜壓能01流體自身所具有的能量02系統(tǒng)與外部交換的能量01外加功02損失能量123位能：gz流體處于地球重力場(chǎng)中而具有的能量單位：J/kg動(dòng)能：u2/2流體按一定速度流動(dòng)而具有的能量單位：J/kg靜壓能：p/ρ流體具有一定的壓力而具有的能量單位：J/kg以單位質(zhì)量流體（1kg）為基準(zhǔn)以單位質(zhì)量流體（1kg）為基準(zhǔn)12外加功：

We流體從輸送機(jī)械中所獲得的能量單位：J/kg損失能量：Σhf

流體流動(dòng)時(shí)為克服阻力做功而損失的能量單位：J/kg推導(dǎo)條件12不可壓縮流體在系統(tǒng)中做連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)衡算范圍

截面1-1′和截面2-2′之間假設(shè)3衡算基準(zhǔn)截面0-0′為基準(zhǔn)水平面推導(dǎo)條件兩個(gè)截面中心距基準(zhǔn)水平面的垂直距離分別為z1、z2兩截面處的流速分別為u1、u2兩截面處的壓力分別為p1、p2流體在兩截面處的密度為ρ實(shí)際流體的伯努利方程——實(shí)際流體的伯努利方程（以1kg流體為計(jì)算基準(zhǔn)，式中各項(xiàng)單位均為J/kg）理想流體的伯努利方程1、若流體無黏性、無壓縮性，則流動(dòng)時(shí)無流動(dòng)阻力，這樣的流體稱為理想流體。當(dāng)流動(dòng)系統(tǒng)中無外功加入時(shí)，即We=0時(shí)，此時(shí)則有——理想流體的伯努利方程靜止流體的伯努利方程2、若流體是靜止的，則u1=u2=0，Σhf=0，若無外功加入時(shí)，即We=0時(shí)。此時(shí)則有——靜止流體的伯努利方程（靜力學(xué)方程）理想流體的伯努利方程3、如果以單位重量（1N）流體為計(jì)算基準(zhǔn)，即將以單位質(zhì)量流體為計(jì)算基準(zhǔn)的伯努利方程式中的各項(xiàng)除以g，此時(shí)則有——實(shí)際流體的伯努利方程（以1N流體為計(jì)算基準(zhǔn)，式中各項(xiàng)單