流体输送技术-流体动力学（化工原理课件）

化工原理连续性方程流量流速描述流体流动规律的基本物理量在稳定流动系统中，各物理量的大小仅随位置变化、不随时间变化。在不稳定流动系统中，各物理量的大小不仅随位置变化、而且随时间变化。工业生产中的连续操作过程，若生产条件控制正常，则流体流动多属于稳定流动此时，流动系统中的各物理量之间有没有关系呢？连续性方程211'2'连续性介质，即流体充满管道12流体在系统中做连续稳定流动前提假设管内壁、截面1-1'与截面2-2'之间衡算范围3单位时间（1s）内通过管路的流体衡算基准211'2'连续性介质，即流体充满管道根据能量守恒定律，则有：qm1=qm2，又

qm=uAρ若将上式推广到管路上任何一个截面，则有：qm=u1A1ρ1=u2A2ρ2=…=unAnρn=常数——连续性方程稳定流动系统中，流体流经管道各截面的qm

恒为常量，但流经各截面的u随A

和

ρ

的不同而变化。若流体为不可压缩流体，即ρ=常数，则有：qv=u1A1=u2A2=…=unAn=常数——连续性方程不可压缩流体流经各截面的质量流量和体积流量均相等。而且管道截面积A与流体流速u成反比，截面积越小，流速越大。

若不可压缩流体在圆管内流动，因不可压缩流体在圆管内的流速u与管道截面积的一次方（A）成反比，与管道内径的平方（d2）成反比。则有综上可知，将反映连续性介质在稳定流动系统中物料衡算的关系式称为连续性方程式该方程式表明在稳定流动系统中，流量一定时管路各截面上流速的变化规律无关连续性方程不同形式的表达式推导过程连续性方程在化工生产中有哪些应用？思考题化工原理伯努利方程流动系统中涉及的能量有多种形式内能机械能功热损失能量能量0102动能03位能静压能01流体自身所具有的能量02系统与外部交换的能量01外加功02损失能量123位能：gz流体处于地球重力场中而具有的能量单位：J/kg动能：u2/2流体按一定速度流动而具有的能量单位：J/kg静压能：p/ρ流体具有一定的压力而具有的能量单位：J/kg以单位质量流体（1kg）为基准以单位质量流体（1kg）为基准12外加功：

We流体从输送机械中所获得的能量单位：J/kg损失能量：Σhf

流体流动时为克服阻力做功而损失的能量单位：J/kg推导条件12不可压缩流体在系统中做连续稳定流动衡算范围

截面1-1′和截面2-2′之间假设3衡算基准截面0-0′为基准水平面推导条件两个截面中心距基准水平面的垂直距离分别为z1、z2两截面处的流速分别为u1、u2两截面处的压力分别为p1、p2流体在两截面处的密度为ρ实际流体的伯努利方程——实际流体的伯努利方程（以1kg流体为计算基准，式中各项单位均为J/kg）理想流体的伯努利方程1、若流体无黏性、无压缩性，则流动时无流动阻力，这样的流体称为理想流体。当流动系统中无外功加入时，即We=0时，此时则有——理想流体的伯努利方程静止流体的伯努利方程2、若流体是静止的，则u1=u2=0，Σhf=0，若无外功加入时，即We=0时。此时则有——静止流体的伯努利方程（静力学方程）理想流体的伯努利方程3、如果以单位重量（1N）流体为计算基准，即将以单位质量流体为计算基准的伯努利方程式中的各项除以g，此时则有——实际流体的伯努利方程（以1N流体为计算基准，式中各项单