3流体稳态流动时的物料衡算和能量衡算

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1、§3流体稳态流动时的物料衡算和能量衡算一、稳态流动与非稳态流动１、稳态流动２、非稳态流动二、流体稳态流动时的流速与流量三、流体稳态流动时的物料衡算——连续性方程四、流体稳态流动时的能量衡算——伯努利方程一、稳态流动与非稳态流动1、稳态流动：在一个正常的连续生产过程中，管路及设备内任何与流动方向垂直的截面上，流体的温度、压强、组成、流量等都有确定的数，并不随时间而变化，这种流动叫做稳态流动。2非稳态流动流体在管路或设备内流动时，若同一截面上的温度、压强、组成、流量等随时间变化而变化时，这种流动方式称为非稳态流动。1、流量体积流量（ｑｖ）　：单位时间内，流体流经垂直于流动方向

2、任意一截面上的流体体积量。单位：m３﹒s－１质量流量（ｑｍ）：若此流量用质量表示，则称为质量流量。单位：kg﹒s－１二者关系：ｑｍ＝　ｑｖ﹒ρ２、流速：工程中的流速指的是的是平均流速。W＝Ｖ／Ａ。单位：［m／s］三、流体稳态流动时的物料衡算——连续性方程当流体在管内做稳态流动时，流过各截面的质量流量都相等。即对不可压缩流体，即：例：在φ７６×３的钢管中流动的气体的绝对压强为１００ｋｐａ，若该气体保持温度不变，加压到５００ｋｐａ后在另一细钢管中流动，气体的质量流量保持不变，并且要求流速变化也很小，是选择此管的直径。四、流体稳态流动时的能量衡算——伯努利方程1、流体流动过程的

3、能量形式（1）、位能：流体因受重力作用，在不同高度具有的能量。m·g·z(2)、动能：由于流动而具有的能量。（3）静压能：流体由于静压所具有的能量。P·V,不可压缩流体P·m/ρ（4）内能：流体由于分子运动而具有的能量。2、系统与外界交换的能量。１、与热交换器交换的能量Ｑe２、输送机械向系统输入的功ｍ﹒Ｈe伯努利方程３、能量衡算若流体在流动过程中，温度不变，且与外界无热量交换。则化简为：（１）、实际流体的伯努利方程（２）、理想流体的伯努利方程理想流体：ｈｆ＝０，流动过程若无外功加入，即He=04、应用伯努利方程式的要点1)基准水平面——计算位能的要点2）选择衡算范围的两个

4、截面。A、两截面一定要与流动方向垂直。B、流体必须充满衡算范围的空间。C、所选的截面上各物理量除待求外，必定是已知或可以算出的。D、计算输送机械提供的能量时，所选的两个截面应在输送机械的两侧。本节重点：1、连续性方程式及其应用。2、理想流体和实际流体的伯努利方程式及其应用。