化学工程基础第一章 流体流动 第2次课课件

化工原理（上）

PrinciplesofChemicalEngineering王延华南京师范大学地理科学学院2011年9月1化工原理（上）

PrinciplesofChemica概述

流体输送测量压强、流速、流量为强化设备提供适宜的流动条件第一章流体流动流体流动的基本规律是化工原理的重要基础化工生产中的传热、传质过程都是在流体流动的情况下进行的，设备的操作效率与流体流动状况有密切的联系。管路的设计、输送机械的选择及所需功率的计算。这些测量仪表的操作原理又多以流体的静止或流动规律为依据的。2概述流体输送测量压强、流速、为强化设备提供适宜第一节流体静止的基本方程一、密度流体：液体和气体特点流动性无固定形状流体内部发生相对运动密度：单位：流体液体--不可压缩流体气体--可压缩流体第一章流体流动密度数据的获取(1)查手册：化学工程手册(2)实测：比重计（液体）(3)计算3第一节流体静止的基本方程一、密度流体：液体和气体特理想气体状态方程：第一章流体流动第一节1.气体的密度(标准状态)（理想气体在标准状态下的密度）4理想气体状态方程：第一章流体流动第一节1.气体的密度《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动—组分的体积分率。第一节混合气体：已知各组份的体积分率

—组分的质量分率。2.混合液体的密度混合液体：已知各组份的质量分率

5《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动—

静压强：垂直作用于单位面积上的静压力(1)单位：SI制：习惯使用单位：第一章流体流动第一节二、压力的表示方法6静压强：垂直作用于单位面积上的静压力(1)单位：SI制(2)计量基准：绝对真空(零压)第一章流体流动绝对压强大气压相对压强表压强=绝对压强—大气压强真空度=大气压强—绝对压强压强表真空表表示方法：真空度=-表压7(2)计量基准：绝对真空(零压)第一章流体流动绝对第一章流体流动大气压线绝对零压线(3)三者之间的关系AB8第一章流体流动大气压线绝对零压线(3)三者之间的关《化工原理》课件——第一章流体流动1:将南京操作真空度为740mmHg的真空蒸馏塔搬至兰州操作时,若要求塔内维持相同的绝对压强,其真空表读数应控制多少？南京的大气压强为761mmHg,兰州地区的大气压强为640mmHg.2:海平面处测得的密封容器内表压为5Pa,另一容器的真空度为5Pa。若将二容器连同压力表和真空表一起移至高山,其测出的表压强和真空度会变化吗？第一章流体流动课后作业9《化工原理》课件——第一章流体流动1:2:第一章流第一章流体流动三、流体静力学方程流体静力学：研究的实质:流体静力学基本方程：研究流体在外力作用下处于平衡的规律。描述静止流体内部压强的变化规律描述在重力作用下，静止流体内部压强的变化规律的数学表达式。10第一章流体流动三、流体静力学方程流体静力学：研究的《化工原理》课件——第一章流体流动1)重力G:即：第一章流体流动1.推导过程:受力分析2)作用于上表面积的压力P1

3)作用于下底面积的压力P2

流体静力学基本方程11《化工原理》课件——第一章流体流动1)重力G:即：第《化工原理》课件——第一章流体流动讨论：2)压强具有可传递性第一章流体流动静止的*连续的同一种流体*同一水平面压强处处相等1)一定时3)(液柱高度)第一节例题4)气体：若高度差不大，压强相等5)适用条件：静止的、连续的同一种流体不连续的流体，分段使用例题12《化工原理》课件——第一章流体流动讨论：2)压强具有可《化工原理》课件——第一章流体流动例：如图,敞口容器内盛有油和水,试判断,及、是否成立？答：(1)(2)(3)第一章流体流动(非同一种流体)(同一种流体)(同一种流体)例题返回13《化工原理》课件——第一章流体流动例：如图,敞口容器内盛有《化工原理》课件——第一章流体流动解：第一章流体流动例：试比较上例中的大小。

14《化工原理》课件——第一章流体流动解：第一章流体流动《化工原理》课件——第一章流体流动1.压强和压强差的测量：(1)普通U型管压差计(等压面)第一章流体流动第一节四、流体静力学方程的应用15《化工原理》课件——第一章流体流动1.压强和压强差的测量《化工原理》课件——第一章流体流动①当管道水平(=0o)时:②当管道垂直时：（=90o）（=-90o）第一章流体流动第一节11’22’121216《化工原理》课件——第一章流体流动①当管道水平(=0o)讨论：1)2)被测流体为气体，3)测表压及真空度第一章流体流动

跟U型管的直径无关;跟连接管长度无关17讨论：1)2)被测流体为气体，3)测表压及真空度例1:常温水在管道流过。为测a、b两点压力差,安装U型压差计,R=0.1m,试计算a、b两点压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。解：(和等压面)第一章流体流动例题1方法一18例1:常温水在管道流过。为测a、b两点压力差,安装U型压差计第一章流体流动

方法二19第一章流体流动方19《化工原理》课件——第一章流体流动1)倒U管压差计：结构:A—空气,B—被测液;计算:第一章流体流动

(2).测小压差差压计：20《化工原理》课件——第一章流体流动1)倒U管压差计：结构《化工原理》课件——第一章流体流动例:常温水在水平等径管内以一定的流量流过1-1和2-2截面的压差为2.472kPa,问采用普通U管水银压差计和倒U管压差计测量,读数R分别为多少？已知水与汞密度为1000kg/m3及13600kg/m3。解：第一章流体流动例题2①U管压差计(水银-水)②倒U管压差计(水-空气)21《化工原理》课件——第一章流体流动例:常温水在水平等径管内2)微差压差计：计算:测量:扩张室液位均不变第一章流体流动结构:两端均有扩张室,且;注意：是两种指示液的密度差，不是指示液与被测流体的密度差。适于更小压差(气流)的测量；

222)微差压差计：计算:测量:扩张室液位均不变第一章第一章流体流动

(3)测大压差差压计：23第一章流体流动(3)测大压差差压计：232.液位的测量：第一章流体流动1)普通玻璃管液位计h’=h2)压差法测量液位

242.液位的测量：第一章流体流动1)普通玻璃管液位计2《化工原理》课件——第一章流体流动解：3)远距离液位测量。自管口通入压缩氮气,用阀1控制气速很小(通过吹气管的流阻可忽略)。U管压差计的读数R,可反映贮罐内液位。已知指示液为水银,R=lOOmm,罐内液体密度125Okg/m3,贮罐上方与大气相通,求h为若干。第一章流体流动

25《化工原理》课件——第一章流体流动解：3)远距离液位测量。《化工原理》课件——第一章流体流动3.液封高度的计算第一章流体流动

(1)防爆(2)防泄漏26《化工原理》课件——第一章流体流动3.液封高度的计算《化工原理》课件——第一章流体流动一、基本概念2.流速第一章流体流动第二节流体流动的基本方程1.流量1)平均流速2)质量流速体积流量质量流量单位时间内流体流过的距离27《化工原理》课件——第一章流体流动一、基本概念2.流速《化工原理》课件——第一章流体流动例:以内径105mm钢管输送压力2atm、温度120℃的空气。已知空气在标态下的体积流量为630m3/h，求此空气在管内的流速和质量流速。解：由PVT方程:第一章流体流动例题28《化工原理》课件——第一章流体流动例:以内径105mm钢管《化工原理》课件——第一章流体流动3.管径的估算：第一章流体流动

4.流速的选择：u大,则di小,投资费小,操作费用大；液体流速可取0.5-3m/s，气体流速可取10-30m/s。u投资费操作费总费用29《化工原理》课件——第一章流体流动3.管径的估算：第《化工原理》课件——第一章流体流动例:某居民小区需要铺设自来水管道,每天用水量为106kg,求所需管道的直径。解：查附录,选用1144mm的无缝钢管,其内径为:

选取u=l.3m/s,可得:核算流速,即：第一章流体流动例题230《化工原理》课件——第一章流体流动例:某居民小区需要铺设自《化工原理》课件——第一章流体流动1

uA1<uB12uA2<uB2uA1=uA2，uB1=uB21）.稳态流动—任一点上流速、压强等物理量均不随时间而变,仅随位置而变第一章流体流动第二节3、稳态流动与非稳态流动31《化工原理》课件——第一章流体流动1uA1<uB《化工原理》课件——第一章流体流动2）.非稳态流动：对于非稳态流动：第一章流体流动1

uA1<uB12uA2<uB23uA3<uB3uA1>uA2>uA3，uB1>uB2>uB3第二节32《化工原理》课件——第一章流体流动2）.非稳态流动：对于非《化工原理》课件——第一章流体流动二、质量衡算－连续性方程对于稳态流动：输入量=输出量

第一章流体流动推广到任一截面:不可压缩流体在稳态流动系统中，流量一定时，管路各截面上流速的变化规律圆形管道第二节33《化工原理》课件——第一章流体流动二、质量衡算－连续性方程《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动第二节34《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动第《化工原理》课件——第一章流体流动【例1-2】P9例:输水管道内径为:d1=2.5cm;d2=10cm;d3=5cm。(1)当流量为4L/s时，各管段的平均流速为若干？(2)当流量增至8L/s时，平均流速如何变化？解：（1）同理：（2）流量增为原来的2倍，则各段流速亦增加至2倍，即u1＝16.3m/s，u2=1.02m/s，u3=4.08m/s第一章流体流动例题35《化工原理》课件——第一章流体流动【例1-2】P9解：（1第二节第一章流体流动三、能量衡算―伯努利方程式

衡算范围：1-1至2-2截面

衡算基准：1kg不可压缩流体

基准水平面：0-0平面依据:输入总能量=输出总能量

1.稳态流动系统的总能量衡算式36第二节第一章流体流动三、能量衡算―伯努利方程式①内能U:J/kg；②位能:③动能:第一章流体流动第二节(1)流体在流动过程中所具有的能量(对于1kg流体):mkg：位能=mgZ，Jmkg：动能=mu2/2，J④静压能(压强能)m

kg-V

m3：,J

1kg：位能=gZ，J/kg1kg：动能=u2/2，J/kg1kg-m3：静压能,J/kg37①内能U:J/kg；②位能:③动能:第一章《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动第二节(2)外部环境对流体提供的能量(对于1kg流体):

①外功()—净功或有效功，J/kg；②热量()—获得的热量，J/kg；总能量衡算式38《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动第《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动

2.机械能衡算式热力学第一定律:—流体受热而引起体积膨胀所作的功,J/kg

式中—因流阻而损失的能量，J/kg

不可压缩流体39《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动

机械能衡算式机械能(E)伯努利方程式理想流体(即),若,则：总机械能相等各项不一定相等能量之间相互转换3.伯努利方程式4.伯努利方程式的讨论(1)40《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动例:理想流体流经异径的水平管从1-1截面流至2-2截面。即部分静压能转化为动能第一章流体流动例题141例:理想流体流经异径的水平管从1-1截面流至2-2截面。《化工原理》课件——第一章流体流动例:理想流体在如图所示的等径管中作稳定流动时,机械能将如何转换？解：因此，部分位能转化为静压能

第一章流体流动例题242《化工原理》课件——第一章流体流动例:理想流体在如图所示的

第一章流体流动(2)实际流体43第一章流体流动(2)实际流体43第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动无外功：输送条件：①P1②P2

压缩空气③Z1

④外加能量We：流体输送机械(3)输送流体的方法抽真空44第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动(4)静止时,(静力学方程）(5)对于可压缩流体：若,则—能量表达方式—压强表达方式若(6)gz，，，为某一截面上流体所具有的机械能，We，hf为流体在两截面间获得或损失的能量。45第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动(7)不同基准的柏努利方程：①以单位重量为基准《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动—1N流体46(7)不同基准的柏努利方程：①以单位重量为基准《化工原理》课《化工原理》课件——第一章流体流动②以单位体积为基准《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动—1m3流体47《化工原理》课件——第一章流体流动②以单位体积为基准《《化工原理》课件——第一章流体流动《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动1.步骤(1)绘制流程图，标出流向(2)确定上下游截面(3)选择基准水平面五、柏努利方程式的应用(4)列柏努利方程求解48《化工原理》课件——第一章流体流动《化工原理》课件——第一《化工原理》课件——第一章流体流动《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动2.注意事项：(1)截面的选取(2)基准水平面选取*垂直于流动方向*连续流体*已知量较多*注意对应*与地面平行*宜取低水平面*Z值为垂直距离49《化工原理》课件——第一章流体流动《化工原理》课件——第一《化工原理》课件——第一章流体流动(3)物理量大小及单位：《化工原理》课件——第一章流体流动液面的流速视为0;出口管道的截面宜取管内侧*可用绝压或表压,但两截面须一致*Z,P以管中心线为基准*注意计算基准(1kg,1m3,1N)*u平均流速第二节流体在管内的流动50《化工原理》课件——第一章流体流动(3)物理量大小及单位：《化工原理》课件——第一章流体流动《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动例:求We1200kg/m3P=101325Pa。蒸发室压强2OOmmHg(真空度)。15m,684mm,2Om3/h,全部能损为12OJ/kg。求泵的有效功率分析：上游截面：下游截面：1-1’，3-3’，4-4’5-5’，2-2’，6-6’51《化工原理》课件——第一章流体流动《化工原理》课件——第一《化工原理》课件——第一章流体流动解：由柏努利方程：其中52《化工原理》课件——第一章流体流动解：由柏努利方程：其中5《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动例：求p。某车间用压缩空气压送稀硫酸(密度1240kg/m3)，要求流量为2m3/h，φ37×3.5mm的无缝钢管，总能量损失为10J/kg(不包括出口损失)，两槽液位恒定，求所需压缩空气的压力。解：在1-1’和2-2’两截面之间列柏努利方程(表压)53《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动(表压)54《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动例：求u。400mm→200mm,粗管端100mm水柱，细管端80mm水柱，能量损失忽略，密度为1.2kg／m3，管道中的空气流量。解：在1-1’和2-2’两截面之间列柏努利方程(表压)55《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动第二节流体在管内的流动解得u1=4.7m/s《化工原理》课件——第一章流体流动(表压)56第二节流体在管内的流动解得u1=4.7m/s《化工原理》第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动573.5mm

57第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动化工原理（上）

PrinciplesofChemicalEngineering王延华南京师范大学地理科学学院2011年9月58化工原理（上）

PrinciplesofChemica概述

流体输送测量压强、流速、流量为强化设备提供适宜的流动条件第一章流体流动流体流动的基本规律是化工原理的重要基础化工生产中的传热、传质过程都是在流体流动的情况下进行的，设备的操作效率与流体流动状况有密切的联系。管路的设计、输送机械的选择及所需功率的计算。这些测量仪表的操作原理又多以流体的静止或流动规律为依据的。59概述流体输送测量压强、流速、为强化设备提供适宜第一节流体静止的基本方程一、密度流体：液体和气体特点流动性无固定形状流体内部发生相对运动密度：单位：流体液体--不可压缩流体气体--可压缩流体第一章流体流动密度数据的获取(1)查手册：化学工程手册(2)实测：比重计（液体）(3)计算60第一节流体静止的基本方程一、密度流体：液体和气体特理想气体状态方程：第一章流体流动第一节1.气体的密度(标准状态)（理想气体在标准状态下的密度）61理想气体状态方程：第一章流体流动第一节1.气体的密度《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动—组分的体积分率。第一节混合气体：已知各组份的体积分率

—组分的质量分率。2.混合液体的密度混合液体：已知各组份的质量分率

62《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动—

静压强：垂直作用于单位面积上的静压力(1)单位：SI制：习惯使用单位：第一章流体流动第一节二、压力的表示方法63静压强：垂直作用于单位面积上的静压力(1)单位：SI制(2)计量基准：绝对真空(零压)第一章流体流动绝对压强大气压相对压强表压强=绝对压强—大气压强真空度=大气压强—绝对压强压强表真空表表示方法：真空度=-表压64(2)计量基准：绝对真空(零压)第一章流体流动绝对第一章流体流动大气压线绝对零压线(3)三者之间的关系AB65第一章流体流动大气压线绝对零压线(3)三者之间的关《化工原理》课件——第一章流体流动1:将南京操作真空度为740mmHg的真空蒸馏塔搬至兰州操作时,若要求塔内维持相同的绝对压强,其真空表读数应控制多少？南京的大气压强为761mmHg,兰州地区的大气压强为640mmHg.2:海平面处测得的密封容器内表压为5Pa,另一容器的真空度为5Pa。若将二容器连同压力表和真空表一起移至高山,其测出的表压强和真空度会变化吗？第一章流体流动课后作业66《化工原理》课件——第一章流体流动1:2:第一章流第一章流体流动三、流体静力学方程流体静力学：研究的实质:流体静力学基本方程：研究流体在外力作用下处于平衡的规律。描述静止流体内部压强的变化规律描述在重力作用下，静止流体内部压强的变化规律的数学表达式。67第一章流体流动三、流体静力学方程流体静力学：研究的《化工原理》课件——第一章流体流动1)重力G:即：第一章流体流动1.推导过程:受力分析2)作用于上表面积的压力P1

3)作用于下底面积的压力P2

流体静力学基本方程68《化工原理》课件——第一章流体流动1)重力G:即：第《化工原理》课件——第一章流体流动讨论：2)压强具有可传递性第一章流体流动静止的*连续的同一种流体*同一水平面压强处处相等1)一定时3)(液柱高度)第一节例题4)气体：若高度差不大，压强相等5)适用条件：静止的、连续的同一种流体不连续的流体，分段使用例题69《化工原理》课件——第一章流体流动讨论：2)压强具有可《化工原理》课件——第一章流体流动例：如图,敞口容器内盛有油和水,试判断,及、是否成立？答：(1)(2)(3)第一章流体流动(非同一种流体)(同一种流体)(同一种流体)例题返回70《化工原理》课件——第一章流体流动例：如图,敞口容器内盛有《化工原理》课件——第一章流体流动解：第一章流体流动例：试比较上例中的大小。

71《化工原理》课件——第一章流体流动解：第一章流体流动《化工原理》课件——第一章流体流动1.压强和压强差的测量：(1)普通U型管压差计(等压面)第一章流体流动第一节四、流体静力学方程的应用72《化工原理》课件——第一章流体流动1.压强和压强差的测量《化工原理》课件——第一章流体流动①当管道水平(=0o)时:②当管道垂直时：（=90o）（=-90o）第一章流体流动第一节11’22’121273《化工原理》课件——第一章流体流动①当管道水平(=0o)讨论：1)2)被测流体为气体，3)测表压及真空度第一章流体流动

跟U型管的直径无关;跟连接管长度无关74讨论：1)2)被测流体为气体，3)测表压及真空度例1:常温水在管道流过。为测a、b两点压力差,安装U型压差计,R=0.1m,试计算a、b两点压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m3及13600kg/m3。解：(和等压面)第一章流体流动例题1方法一75例1:常温水在管道流过。为测a、b两点压力差,安装U型压差计第一章流体流动

方法二76第一章流体流动方19《化工原理》课件——第一章流体流动1)倒U管压差计：结构:A—空气,B—被测液;计算:第一章流体流动

(2).测小压差差压计：77《化工原理》课件——第一章流体流动1)倒U管压差计：结构《化工原理》课件——第一章流体流动例:常温水在水平等径管内以一定的流量流过1-1和2-2截面的压差为2.472kPa,问采用普通U管水银压差计和倒U管压差计测量,读数R分别为多少？已知水与汞密度为1000kg/m3及13600kg/m3。解：第一章流体流动例题2①U管压差计(水银-水)②倒U管压差计(水-空气)78《化工原理》课件——第一章流体流动例:常温水在水平等径管内2)微差压差计：计算:测量:扩张室液位均不变第一章流体流动结构:两端均有扩张室,且;注意：是两种指示液的密度差，不是指示液与被测流体的密度差。适于更小压差(气流)的测量；

792)微差压差计：计算:测量:扩张室液位均不变第一章第一章流体流动

(3)测大压差差压计：80第一章流体流动(3)测大压差差压计：232.液位的测量：第一章流体流动1)普通玻璃管液位计h’=h2)压差法测量液位

812.液位的测量：第一章流体流动1)普通玻璃管液位计2《化工原理》课件——第一章流体流动解：3)远距离液位测量。自管口通入压缩氮气,用阀1控制气速很小(通过吹气管的流阻可忽略)。U管压差计的读数R,可反映贮罐内液位。已知指示液为水银,R=lOOmm,罐内液体密度125Okg/m3,贮罐上方与大气相通,求h为若干。第一章流体流动

82《化工原理》课件——第一章流体流动解：3)远距离液位测量。《化工原理》课件——第一章流体流动3.液封高度的计算第一章流体流动

(1)防爆(2)防泄漏83《化工原理》课件——第一章流体流动3.液封高度的计算《化工原理》课件——第一章流体流动一、基本概念2.流速第一章流体流动第二节流体流动的基本方程1.流量1)平均流速2)质量流速体积流量质量流量单位时间内流体流过的距离84《化工原理》课件——第一章流体流动一、基本概念2.流速《化工原理》课件——第一章流体流动例:以内径105mm钢管输送压力2atm、温度120℃的空气。已知空气在标态下的体积流量为630m3/h，求此空气在管内的流速和质量流速。解：由PVT方程:第一章流体流动例题85《化工原理》课件——第一章流体流动例:以内径105mm钢管《化工原理》课件——第一章流体流动3.管径的估算：第一章流体流动

4.流速的选择：u大,则di小,投资费小,操作费用大；液体流速可取0.5-3m/s，气体流速可取10-30m/s。u投资费操作费总费用86《化工原理》课件——第一章流体流动3.管径的估算：第《化工原理》课件——第一章流体流动例:某居民小区需要铺设自来水管道,每天用水量为106kg,求所需管道的直径。解：查附录,选用1144mm的无缝钢管,其内径为:

选取u=l.3m/s,可得:核算流速,即：第一章流体流动例题287《化工原理》课件——第一章流体流动例:某居民小区需要铺设自《化工原理》课件——第一章流体流动1

uA1<uB12uA2<uB2uA1=uA2，uB1=uB21）.稳态流动—任一点上流速、压强等物理量均不随时间而变,仅随位置而变第一章流体流动第二节3、稳态流动与非稳态流动88《化工原理》课件——第一章流体流动1uA1<uB《化工原理》课件——第一章流体流动2）.非稳态流动：对于非稳态流动：第一章流体流动1

uA1<uB12uA2<uB23uA3<uB3uA1>uA2>uA3，uB1>uB2>uB3第二节89《化工原理》课件——第一章流体流动2）.非稳态流动：对于非《化工原理》课件——第一章流体流动二、质量衡算－连续性方程对于稳态流动：输入量=输出量

第一章流体流动推广到任一截面:不可压缩流体在稳态流动系统中，流量一定时，管路各截面上流速的变化规律圆形管道第二节90《化工原理》课件——第一章流体流动二、质量衡算－连续性方程《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动第二节91《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动第《化工原理》课件——第一章流体流动【例1-2】P9例:输水管道内径为:d1=2.5cm;d2=10cm;d3=5cm。(1)当流量为4L/s时，各管段的平均流速为若干？(2)当流量增至8L/s时，平均流速如何变化？解：（1）同理：（2）流量增为原来的2倍，则各段流速亦增加至2倍，即u1＝16.3m/s，u2=1.02m/s，u3=4.08m/s第一章流体流动例题92《化工原理》课件——第一章流体流动【例1-2】P9解：（1第二节第一章流体流动三、能量衡算―伯努利方程式

衡算范围：1-1至2-2截面

衡算基准：1kg不可压缩流体

基准水平面：0-0平面依据:输入总能量=输出总能量

1.稳态流动系统的总能量衡算式93第二节第一章流体流动三、能量衡算―伯努利方程式①内能U:J/kg；②位能:③动能:第一章流体流动第二节(1)流体在流动过程中所具有的能量(对于1kg流体):mkg：位能=mgZ，Jmkg：动能=mu2/2，J④静压能(压强能)m

kg-V

m3：,J

1kg：位能=gZ，J/kg1kg：动能=u2/2，J/kg1kg-m3：静压能,J/kg94①内能U:J/kg；②位能:③动能:第一章《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动第二节(2)外部环境对流体提供的能量(对于1kg流体):

①外功()—净功或有效功，J/kg；②热量()—获得的热量，J/kg；总能量衡算式95《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动第《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动

2.机械能衡算式热力学第一定律:—流体受热而引起体积膨胀所作的功,J/kg

式中—因流阻而损失的能量，J/kg

不可压缩流体96《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动

机械能衡算式机械能(E)伯努利方程式理想流体(即),若,则：总机械能相等各项不一定相等能量之间相互转换3.伯努利方程式4.伯努利方程式的讨论(1)97《化工原理》课件——第一章流体流动第一章流体流动例:理想流体流经异径的水平管从1-1截面流至2-2截面。即部分静压能转化为动能第一章流体流动例题198例:理想流体流经异径的水平管从1-1截面流至2-2截面。《化工原理》课件——第一章流体流动例:理想流体在如图所示的等径管中作稳定流动时,机械能将如何转换？解：因此，部分位能转化为静压能

第一章流体流动例题299《化工原理》课件——第一章流体流动例:理想流体在如图所示的

第一章流体流动(2)实际流体100第一章流体流动(2)实际流体43第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动无外功：输送条件：①P1②P2

压缩空气③Z1

④外加能量We：流体输送机械(3)输送流体的方法抽真空101第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动(4)静止时,(静力学方程）(5)对于可压缩流体：若,则—能量表达方式—压强表达方式若(6)gz，，，为某一截面上流体所具有的机械能，We，hf为流体在两截面间获得或损失的能量。102第二节流体在管内的流动《化工原理》课件——第一章流体流动(7)不同基准的柏努利方程：①以单