化工原理PPT本节难点：1.2流体动力学（1-19）二、流速4.质量流速：单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。以G表示，单位为kg/（m2·s）。三、管径的估算u↑→d↓→设备费用↓适宜流速的选择应根据经济核算确定，通常可选用经验数据。例：某厂要求安装一根输水量为30m3/h的管道，试选择一合适的管子。水在管中的实际流速为：1.2.2定态流动与非定态流动非定态流动：流体在各截面上的有关物理量既随位置变化，也随时间变化。1.2.3定态流动系统的质量守恒——连续性方程推广至任意截面对不可压缩流体，ρ=常数，连续性方程可写为：对于圆形管道：例：如图所示，管路由一段φ89×4mm的管1、一段φ108×4mm的管2和两段φ57×3.5mm的分支管3a及3b连接而成。若水以9×10－3m/s的体积流量流动，且在两段分支管内的流量相等，试求水在各段管内的速度。解：由式（1-24d），则水在管2中的流速为即水在管3a和3b中的流速为1.2.4定态流动系统的机械能守恒一、总能量衡算（1）内能：贮存于物质内部的能量。流体以一定速度流动，便具有动能。（4）静压能：设换热器向1kg流体提供的热量为qe，其单位为J/kg。1kg流体从流体输送机械所获得的能量用We表示，其单位为J/kg。以上能量形式可分为两类：二、实际流体的机械能衡算设1kg流体损失的能量用ΣWf表示，其单位为J/kg。（2）以单位重量流体为基准式中各项单位为z——位压头（3）以单位体积流体为基准这种流体实际上并不存在，是一种假想的流体，但这种假想对解决工程实际问题具有重要意义。四、柏努利方程的讨论（2）柏努利方程式（1-27）、（1-27a）、（1-27b）表明理想流体在流动过程中任意截面上总机械能、总压头为常数，即：例:如图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。这种流体实际上并不存在，是一种假想的流体，但这种假想对解决工程实际问题具有重要意义。1kg的流体所具有的静压能为柏努利方程应用；图1-16总能量衡算△Pf=ρ∑Wf——压力损失本章重点讨论定态流动问题。η——流体输送机械的效率。——连续性方程适宜流速的选择应根据经济核算确定，通常可选用经验数据。第三十六页，。p1=0（表压）；第六十六页，。流体不可压缩，则ρ1=ρ2适宜流速的选择应根据经济核算确定，通常可选用经验数据。第六十五页，。（3）在柏努利方程式（1-26）中，zg、轴功率：（4）式（1-26）、（1-26a）、（1-26b）适用于不可压缩性流体。五、柏努利方程的应用（1）根据题意画出流动系统的示意图，标明流体的流动方向，定出上、下游截面，明确流动系统的衡算范围；（3）截面的选取:例:如图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为φ45×2.5mm的钢管，要求解：其中：z1=h；因高位槽截面比管道截面大得多，故槽内流速比管内流速小得多，可以忽略不计；将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度例:如图所示，某厂利用喷射泵输送氨。管中稀氨水的质量流量为1×104kg/h，密度为1000kg/m3，入口处的表压为147kPa。管道的内径为53mm，喷嘴出口处内径为13mm，喷嘴能量损失可忽略不计，试求喷嘴出口处的压力。如图54所示，取稀氨水入口为1-1′截面，喷嘴出口为2-2′截面，管中心线为基准水平面。在1-1′和2-2′截面间列柏努利方程z2=0；喷嘴出口速度u2可直接计算或由连续性方程计算解得：例:某化工厂用泵将敞口碱液池中的碱液（密度为1100kg/m3）输送至吸收塔顶，经喷嘴喷出，如附图所示。泵的入口管为φ108×4mm的钢管，管中的流速为1.2m/s，出口管为φ76×3mm的钢管。贮液池中碱液的深度为1.5m，池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m。碱液流经所有管路的能量损失为30.8J/kg（不包括喷嘴），在喷嘴入口处的压力为29.4kPa（表压）。设泵的效率为60%，试求泵所需的功率。第五十八页，。如图59所示，取碱液池中液面为1-1′截面，塔顶喷嘴入口处为2-2′截面，并且以1-1′截面为基准水平面。z1=0；p1=0（表压）；u1≈0将以上各值代入（b）式，可求得输送碱液所需的外加能量：图1-16总能量衡算（1-26）（1-26a）（1-26a）（1-27）18图1-16总能量衡算图1-16总能量衡算图1-16总能量衡算图1-16总能量衡算图1-16总能量衡算