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1、河北化工医药职业技术学院教案四、流体稳定流动时的能量衡算柏努利方程1流体流动时所具有的机械能(1)位能:由于流体几何位置的高低而决定的能量。位能是一个相对值,其大小随所选基准水平面的位置而定。kg流体的位能 J; 1kg流体的位能 J/kg1N流体的位能 J/N(2)动能:由于流体有一定流速而具有的能量。kg流体的动能 J; 1kg流体的动能 J/kg1N流体的动能 J/N(3)静压能:流体克服截面上的压力而作的功,即由于流体有一定静压力而具有的能量。 kg流体的静压能 J; 1kg流体的静压能 J/kg1N流体的静压能 J/Nkg流体的总机械能为: J; 1kg流体的总机械能为: J/kg1
2、N流体的总机械能为: J/N(4)外加能量:1kg流体从输送机械所获得的机械能。用表示,单位为J/kg。1N流体的外加能量 J/N(5)损失能量(阻力损失):1kg流体克服两截面间各项阻力所消耗的能量。用表示,单位为J/kg。1N流体的损失能量 J/N2流体稳定流动时的能量衡算柏努利方程如图所示,按照能量守恒及转化定律,输入系统的总机械能必须等于由系统中输出的总能量。以单位质量(1Kg)流体为衡算基准: J/kg 实际流体的柏努利方程式3.柏努利方程的分析及讨论(1)若输送无黏性、流动时不产生摩擦阻力的理想流体时, 且 理想流体的柏努利方程式理想流体进行稳定流动时,在管路任一截面的流体总机械能是一个常数,流体在不同截面间各种机械能的形式可以互相转化。 常数 (2)若 且 即流体自然流动 流体自然流动时只能从机械能较高的截面流向机械能较低的截面。(3)若流体静止 ,且 或 流体静力学基本方程式(4)若以单位重量(1N)流体为衡算基准: m流体柱式中各项单位为:,其物理意义为:每牛顿重量的流体所具有的能量,通常将其称为压头。:位压头; :动压头; :静压头;:外加压头; :损失压头。(5)以单位体积流体为衡算基准: Pa 式中各项单位为:即单位体积不可压缩流体所具有的能量。(6)输送机械的有效功率及效率有效功率 W效率 (7)对于气体,当时,仍可使用。式中的
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