1、流体输送技术（一）流体输送技术流体输送技术概 述 1、了解流体的基本性质、液体与气体的异同、流体静止与流动的特性、流体输送机械的结构与工作原理等。2、理解流体各物理量的概念及影响、流体基本方程的意义。3、掌握流体力学基本计算方法、化工管路拆装方法等。学习目标学习目标流体力学基础流体力学基础 流体输送技术流体输送技术概 述液体输送机械液体输送机械气体的压缩和输送机械气体的压缩和输送机械1、什么是流体？2、你理解的流体是如何从低处送到高处的？或者是从甲地送到乙地的？比如自来水等。问题任务一、任务一、流体力学基础流体力学基础一、流体的主要物理量一、流体的主要物理量二、流体静力学二、流体静力学三、流体
2、动力学三、流体动力学流体流体液体和气体无一定形状，具有流动液体和气体无一定形状，具有流动性，统称为流体。性，统称为流体。液体力学液体力学气体力学气体力学 从从研研究究对对象象分分流体静力学流体静力学流体动力学流体动力学 从从研研究究内内容容分分从从研研究究方方法法 分分 理论流体力学理论流体力学 实验流体力学实验流体力学 流体力学流体力学研究流体平衡和运动规律的科学研究流体平衡和运动规律的科学任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础密度：单位体积流体的质量：单位体积流体的质量 符号符号“”，单位：单位：kg/m3Vm均质流体：均质流体：任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础子任务二、流体的主
3、要物理量子任务二、流体的主要物理量1.密度密度任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量1.密度密度1).液体的密度液体的密度液体温度升高，其体积变大，则密度变小，因此，选用和计算密度时，要注明温度。例如查表P305表一，水在摄氏0度、20度和100度时的密度。相对密度：指物质在一定温度下的密度与参考物质密度之比，用符号d表示d=/00为纯水在277K时的密度(1000kg/m3)故若知道d,则 =d 0=1000 d 任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量1.密度密度1).液体的密度液体的
4、密度相对密度d的测定工业上经常用密度计，将其放入液体所示的读数就是它的相对密度。P24例2-1。常见液体密度可通过查表得到。若不考虑液体体积的变化，混合液体的密度的近似值为：1211211.mnniinii i混合液体中各种液体的质量百分比，混合液体中各种液体的质量百分比，%ii气体或液体混合物中各组分的密度，气体或液体混合物中各组分的密度，m m3 3任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量1.密度密度1).液体的密度液体的密度练习：子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量1.密度密度2).气体的密度气体的密度气体具有可压缩性及
5、热膨胀性，其密度随温度和压力的变化而变化，因此气体的密度是限定了温度和压强下的密度。常见气体密度可从手册查到。气体的相对密度是在标准状态下（温度273K,压强101.3kPa),该气体密度与干燥空气密度之比。干燥空气标况下密度为1.293kg/m3。若氨气的相对密度为0.596,则其密度为多少？任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量1.密度密度1).气体的密度气体的密度在通常温度和压力下（温度不太高，压力不太大）气体密度可近似用理想气体状态方程求得：pV=nRT=(m/M)RT 整理得：=pM/RTP 气体压力，kPa;T气体温度，K;M气
6、体的摩尔质量，kg/kmol;R摩尔气体常数，8.314kJ/(kmolK)任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量1.密度密度1).气体的密度气体的密度混合气体的密度=pM均/RTM均=M1y1+M2y2+M3y3+Mnyn Mn气体各组分的摩尔质量，kg/kmol K;yn气体各组分的摩尔分数(体积分数);例题2-2 练习：P74页9题。任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量1.密度密度1).气体的密度气体的密度混合气体的密度任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础11221.mnnn
7、iii i i混合气体中各种气体的体积百分比混合气体中各种气体的体积百分比,%,%；ii气体或混合物中各组分的密度，气体或混合物中各组分的密度，m3m3；子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量2.比体积比体积(比容比容)单位质量流体的体积单位质量流体的体积,符号，单位m3/kg 流体的比体积，m3/kg;V 流体的体积;m 流体的质量;流体的比体积与密度互为倒数。任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1Vm 子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量3.粘度粘度定义：粘性：流体在运动中，由于分子间的动量交换和分子间的作用力会引起内摩擦阻力，这种性质称为流体的粘性。衡量
8、流体粘性大小的物理量称为粘度。用符号表示。单位：法定单位制中，单位为帕秒，符号Pa s。1 Pa s=1 Ns/m2;特性：粘度是流体的物理性质之一。黏度的大小实际上反映了流体流动时内摩擦力的大小，流体的黏度越大，流体流动时内摩擦力越大，流体的流动阻力越大。任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量3.粘度粘度液体的黏度随温度升高而减小，气体的黏度则随温度升高而增大。压强变化时，液体的黏度基本不变；气体的黏度随压强的增加而增加的很少，故可忽略。任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础在物理单位制中常用P(泊)或cP（厘泊）表示，它们的换算关系为
9、 1Pas=10P=1000cP=1000mPas 或 1cP=1mPas子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力定义：流体垂直作用于单位面积上的力称为流体的静压强，简称为压强或压力，以符号p表示。若以F（N）表示流体垂直作用在面积A(m2)上的力，则任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础AFp 单位：压强的单位是m，也称为帕斯卡(a)。其他倍数单位，如：a（兆帕）、ka(千帕)、ma(毫帕)，它们的换算关系为 1a103ka106a109ma子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力工程上压强的大小也常以流体柱高度表示，如米水柱（mH2O）和毫
10、米汞柱（mmHg）等。若流体的密度为，则夜柱高度h与压强p的关系为：P=gh 或 h=P/g任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础用液柱高度表示压强时，必须注明流体的名称，如10mH2O、760mmHg等。子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力流体静压强的单位，除采用法定计量单位制中规定的压强单位a外，有时还采用历史上沿用的atm（标准大气压）、at（工程大气压）、kgfcm2等压强单位，它们之间的换算关系为：任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1atm1.033kgf/cm2760mmHg10.33mH2O1.0133105Pa1at1kgfcm2735.6m
11、mHg10mH2O9.807104Pa子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力工业上测量压力的仪表成为压力计或压力表。压力表上的压力数值并不是流体的真实压力，而是流体的真实压力与大气压力之差。任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础以绝对真空为基准测得的压强称为绝对压强，简称绝压，它是流体的真实压力。从压力表读出的压力值称为表压力，简称表压。绝对压强=大气压强表压强 或 表压强=绝对压强大气压强子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力若所测压力低于大气压力，则用真空表测量。真空表的读数为真空度。而是大气压力与流体的真实压力之差。任务一、流体力学基
12、础任务一、流体力学基础绝对压强=大气压强真空度 或 真空度=大气压强绝对压强显然,设备内流体的绝对压强愈低，则它的真空度就愈高，真空度的最大值等于大气压。子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力绝对压强、表压强与真空度之间的关系，可以用图表示：任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础压 力 高 于大气压时压 力 低 于大气压时子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础应当指出，大气压强不是固定不变的，它随大气的温度、湿度和海拔高度而变化，计算时应以当时当地气压计上的读数为准。另外为了避免绝对压强、表压强和真空
13、度三者相互混淆，对表压强和真空度均加以标注，如200kPa(表压)、53kPa(真空度)。子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力练习练习任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1、压力计读数为200kPa，若大气压力为00kPa，则设备内流体的绝对压力为（）kPa。2、所测真空度为60kPa，若大气压力101kPa，则设备内流体的绝对压力为（）kPa。子任务二、流体的主要物理量子任务二、流体的主要物理量4.压力压力练习练习任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础某精馏塔塔顶操作压强须保持5332Pa绝对压强。试求塔顶真空计应控制在多少Pa？若（1）当时当地气压计读数为
14、1atm；（2）当时当地气压计读数为102.6kPa。作业：P74页5、6、7题二、流体静力学二、流体静力学1.流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式静止的流体在重力和压力作用下达到静力平衡，在静止的静止的流体在重力和压力作用下达到静力平衡，在静止的流体中，任取一个垂直于容器底的长方形液柱分析：流体中，任取一个垂直于容器底的长方形液柱分析：任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础ApP11ApP2221ZZgAG02211ApZZgAApghpp12ghpp0压力平衡得：化简得：将液柱上端面取在液面上它表明了静止流体内部压强变化的规律。ghpp12二、流体静力学二、流体静力学1.流体静力学基
15、本方程式流体静力学基本方程式任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础讨论：（1）在静止的液体中，液体任一点的压强与液体的密度和深度有关。液体密度越大，深度越大，则该点的压强越大。（2）在静止的、连续的同一种液体内，处于同一水平面上各点的压强均相等。此压强相等的面称为等压面。（3）当液面上方的压强或液体内部任一点的压强有变化时，液体内部各点的压强也发生同样大小的变化。静力学基本方程式是以液体为例推导出来的，也适用于气体。静力学基本方程式只能用于静止的连通着的同一种流体内部，因为他们是根据静止的同一种连续的液柱导出的二、流体静力学二、流体静力学1.流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式任务一、流
16、体力学基础任务一、流体力学基础练习：储罐内装有相对密度为0.88的液体，深度为3m，假设液面上的压力为100kPa，问距离液面1.5m处及储罐底的压力各是多少？练习：P27页看图回答问题 P75页13-17题二、流体静力学二、流体静力学1.流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础练习：附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=0.7m、密度1=800kg/m3，水层高度（指油水分界面与小孔的距离）h2=0.6m密度2=1000kg/m3。(1)判断下列两关系是否成立，即pA=pA,pB=pB；(2)计算水在玻璃管内的高度h。解解：(1)判断下列两关系
17、是否成立：因为及两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平线上，所以pA=pA关系可以成立。因为B和B两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通的同一流体，所以pB=pB的关系不能成立。二、流体静力学二、流体静力学1.流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础二、流体静力学二、流体静力学1.流体静力学基本方程式流体静力学基本方程式任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础解解：(2)计算玻璃管内水的高度h由上面讨论知pA=pA而pA与pA都可以用流体静力学方程计算,即 pA=p大气压+1gh1+2gh2 pA=p大气压+2gh于是:p大气压+1gh1+2g
18、h2=p大气压2gh简化上式并将已知值代入，得：8000.710000.6=1000h 解得:h=1.16 m二、流体静力学二、流体静力学2.流体静力学基本方程式的应用流体静力学基本方程式的应用任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础流体静力学基本方程应用广泛如：水压机、油压千斤顶等，尤其在以下几方面：1).测量流体压强U形管压差计是液柱式测压计中最普通的一种，其结构如图所示。二、流体静力学二、流体静力学2.流体静力学基本方程式的应用流体静力学基本方程式的应用任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).测量流体压强U形管测压计的工作原理形管测压计的工作原理)(1hhgppaghhgppa2g
19、hhgphgghp21ghppp)(21据据静静力力学学方方程程式式若被测流体是气体，由于气体的密度要比液体的密度小得多:二、流体静力学二、流体静力学2.流体静力学基本方程式的应用流体静力学基本方程式的应用任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).测量流体压强ghppp)(21由上式可看出：所测压差与液柱高度(h)、指示液和所测液的密度有关。液体气体二、流体静力学二、流体静力学2.流体静力学基本方程式的应用流体静力学基本方程式的应用任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).测量流体压强表压强真空度U形管测压计经常用于测定表压强和真空度形管测压计经常用于测定表压强和真空度练习：如图，若被
20、测流体为水，测压计工作介质为水银，水练习：如图，若被测流体为水，测压计工作介质为水银，水银面高差银面高差h0.25m，求压强差，求压强差p1-p2。)(3090025.08.9)100013600()(21aPghppp解：据解：据U U形测压计的工作原理可知：形测压计的工作原理可知：二、流体静力学二、流体静力学2.流体静力学基本方程式的应用流体静力学基本方程式的应用任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).测量流体压强二、流体静力学二、流体静力学2.流体静力学基本方程式的应用流体静力学基本方程式的应用任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础2).测量液位三、流体动力学三、流体动力学1.流
21、量和流速流量和流速任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).流量单位时间内流经管道任一截面流体的量，称为流体流量。体积流量(qV)单位时间内流经管道任意截面的流体体积。qV =V/t 单位(m3/s或m3/h)质量流量质量流量(qm)单位时间内流经管道任意截面的流体质量。单位时间内流经管道任意截面的流体质量。qm =m/t 单位(kg/s或kg/h)。二者关系 qmqv 二、流体动力学二、流体动力学1.流量和流速流量和流速任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).流速单位时间内流体在流动方向流过的距离，称为流速。由于管道截面上的流速不同，故流速是指平均流速。符号u，单位为m/s。若用A
22、表示截面的面积，则流量与流速的关系。u=qV/A若圆形管道的内径为d,则截面积A=d2/4。qV=d2 u/4。二、流体动力学二、流体动力学2.流体的流动形态和阻力损失流体的流动形态和阻力损失任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).流体流动的类型在流体充满管道做稳定流动的情况下，流体的流动形态分为层流(滞流)和湍流(紊流)两种类型。影响流体流动类型的因素主要因素：流速u其他因素：管径d 流体密度和粘度流速(u)、管径(d)和密度越大，越容易发生湍流(紊流)；粘度()越大，越容易发生层流(滞流)。二、流体动力学二、流体动力学2.流体的流动形态和阻力损失流体的流动形态和阻力损失任务一、流体力
23、学基础任务一、流体力学基础1).流体流动的类型雷诺把影响流动类型的因素，组合成一个数群为雷诺数(Re)Re=du/Re 4000时，流动类型为湍流2000 Re 4000流动类型不固定，为过渡流（A A）层流：流体作有规则的平行流动，质点之间互不干扰混杂）层流：流体作有规则的平行流动，质点之间互不干扰混杂（B B）过渡流）过渡流：质点沿轴向前进时，在垂直于轴向上也有分速度质点沿轴向前进时，在垂直于轴向上也有分速度（C C）紊流：质点间相互碰撞相互混杂，运动轨迹错综复杂）紊流：质点间相互碰撞相互混杂，运动轨迹错综复杂二、流体动力学二、流体动力学2.流体的流动形态和阻力损失流体的流动形态和阻力损失
24、任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).流体流动的类型二、流体动力学二、流体动力学2.流体的流动形态和阻力损失流体的流动形态和阻力损失任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础2).流体的阻力损失流体在流动过程中遇到的阻力称为流体阻力流体阻力直管阻力局部阻力在直管中因摩擦造成的阻力通过管件时由于流动方向和流速的改变而引起的阻力在实际生产中，流体遇到的局部阻力远大于直管阻力二、流体动力学二、流体动力学2.流体的流动形态和阻力损失流体的流动形态和阻力损失任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础2).流体的阻力损失将管件或阀门的局部阻力折算成相当于相同直径的某长度的直管阻力，则这个直观长度称为此
25、管件的当量长度，符号Le。手册中可查到管件的当量长度Le与管直径d的比值Le/d。如：截止阀的Le/d=300，将其安装在114mm4mm的管路中，求其全开时的当量长度。Le=300d=300(114-24)=31.8(m)二、流体动力学二、流体动力学2.流体的流动形态和阻力损失流体的流动形态和阻力损失任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础2).流体的阻力损失流体通过管路的阻力越大，其能量损失越大。因此应尽量降低流体阻力。其方法主要有：在能满足生产需要的情况下，尽量缩短管路，减少管件及阀门数量。适当放大管径在流体中加入添加剂二、流体动力学二、流体动力学3.稳定流动的连续性方程稳定流动的连续性
26、方程任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础211 2 即：qm1=qm2如图所示的稳定流动系统中，在两截面间没有流体的添加损失，根据质量守恒定律，则有多少质量的流体从1-1截面流入，就有多少质量从2-2截面流出。而：qm=Au则：A1u11=A2u22 由于：1=2 则：A1u1=A2u2圆形管道的截面积A=d2/4 有：u1d12=u2d22则：u1/u2=d22/d12流速与管道直径的平方成反比二、流体动力学二、流体动力学3.稳定流动的连续性方程稳定流动的连续性方程任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础例题：在稳定流动的系统中，水连续从粗管流到细管，已知粗管内经为100mm，细管为20
27、mm，水在粗管中流速为1.5m/s，求细管中流速。练习：P75页24、26题。练习：在稳定流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管内径的两倍，求细管内水的流速是粗管内的多少倍二、流体动力学二、流体动力学3.稳定流动的连续性方程稳定流动的连续性方程任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础某输水管路由一段内径为100mm的圆管与一段内径为80mm的圆管连接而成。若水以60m3h的体积流量流过该管路时，试求此两段管路内水的流速。二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).流体流动过程中具有的能量(1)
28、位能在重力作用下流体质量中心位置高于基准水平面而具有能量。其值等于把质量为m的流体由基准水平面升举到某高度h所做的功。即：E位=mghE位二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).流体流到具有的能量(2)动能流体以一定速度流动而具有能量。即：E动=mu2/2E动二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).流体流到具有的能量(3)静压能流动的流体内部任一点都具有一定的静压力。由于静压力的存在推动流体运动而具有的能量。即：E静
29、=pAut=pV=pm/静压能的表现静压能的表现二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础1).流体流到具有的能量E总=E位+E动+E静总机械能为：即：E总=mgh+mu2/2+pm/单位(J)上式除以mg得：即：H总=h+u2/2g+p/g 单位(m)总压头位压头动压头静压头它表示距离基准面为h处，流速为u，压力为p的1N流体所具有的总机械能二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础2).外加能量流体在流动过程中从输送设备（泵）获
30、得的机械能1N流体获得的外加能量称为外加压头，用符号He表示，单位：m3).损失能量流体在流动过程中，为了克服摩擦阻力消耗了流体的一部分能量称为损失能量。1N流体因摩擦阻力而损失的能量称为损失压头，用符号h损表示，单位：m1122二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础4).流体在稳定流动下的能量衡算式（伯努利方程）如图所示的稳定流动系统中，在流体两截面中心离基准水平面高度为h1和h2，两截面处流速和压力分别为u1、u2和p1、p2。h1h21122二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体
31、流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础4).流体在稳定流动下的能量衡算式（伯努利方程）根据输入的总能量等于输出地总能量h1h2H1=h1+u12/2g+p1/g1N液体输入的总机械能量为：1N液体获得的外加能量为：HeH2=h2+u22/2g+p2/g1N液体输出的总机械能量为：1N液体因摩擦损失的能量为：h损h1+u12/2g+p1/g+He=h2+u22/2g+p2/g+h损二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础5).伯努利方程的应用利用柏努力方程式可以解决生产中很多实际问题，如计
32、算流体的速度、流量及输送机械的功率，测定管路阻力损失，流量计数值的换算等。a.管路中流体流速、流量计算。二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础5).伯努利方程的应用如图，高位槽水面保持稳定，水面距水管出口为5m，所用管路为1084mm钢管，若管路压头损失为4.5m，求该系统每小时的送水量。5m1084mm1122a.管路中流体流速、流量计算。二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础5).伯努利方程的应用5m1084mm1122
33、解：取1-1和2-2截面，并以出口管中心线为基准水平面，列出截面1-1和2-2间的柏努利方程。h1+u12/2g+p1/g+He=h2+u22/2g+p2/g+h损已知h1=5m,h2=0,p1=p2=0(表压)u1 0h损=4.5m d均=0.108-24=0.1mHe=0代入柏努力方程式得：u2 =3.13m/s qV=88.5m3/hb.泵外加能量的计算。二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础5).伯努利方程的应用如 图，洗 涤 塔 内 压 强 为如 图，洗 涤 塔 内 压 强 为300kPa(绝压绝压
34、)，贮槽水面压强，贮槽水面压强为为100 kPa(绝压绝压)，塔内水管与，塔内水管与喷 头 连 接 处 的 压 强 为喷 头 连 接 处 的 压 强 为 3 2 0 kPa(绝压绝压)，塔内水管出口处高，塔内水管出口处高于贮槽内水面于贮槽内水面20m，管路为，管路为572.5mm钢管，送水量为钢管，送水量为14m3/h，系统能量损耗，系统能量损耗4.3m，求水泵所需的外加压头求水泵所需的外加压头b.泵外加能量的计算。二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础5).伯努利方程的应用解：取1-1和2-2截面，并以出口
35、管中心线为基准水平面，列出截面1-1和2-2间的柏努利方程。h1+u12/2g+p1/g+He=h2+u22/2g+p2/g+h损已知h2=20m,h1=0,p1=100kPa(绝压)p2=320kPa(绝压)u1 0He=?h损=4.5mu2 =144/(3.140.05223600)=1.83二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础5).伯努利方程的应用用柏努利方程式解题时的注意事项：用柏努利方程式解题时的注意事项：(1)画图 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
36、的衡算范围；(2)选取截面连续流体；两截面均应与流动方向相垂直截面宜选在已知量多、计算方便处强调：只要在连续稳定的范围内，任意两个截面均可选用。不过，为了计算方便，截面常取在输送系统的起点和终点的相应截面。(3)确定基准面 基准面是用以衡量位能大小的基准。必须与地面平行；宜于选取两截面中位置较低的截面；若截面不是水平面，而是垂直于地面，则基准面应选过管中心线的水平面。二、流体动力学二、流体动力学4.流体流动过程中能量变化规律流体流动过程中能量变化规律任务一、流体力学基础任务一、流体力学基础5).伯努利方程的应用(4)压力 各物理量的单位应保持一致，柏努利方程式中的压力p1与p2只能同时使用表压
37、或绝对压力，不能混合使用。(5)流速 如果两个横截面积相差很大，则可取大截面处的流速为零。(6)外加能量 外加能量He在上游截面一侧，能量损失在下游截面一侧。例例3 用泵将贮槽用泵将贮槽(通大气通大气)中的稀碱液送到蒸发器中中的稀碱液送到蒸发器中进行浓缩，如附图进行浓缩，如附图 所示。泵的进口管为所示。泵的进口管为893.5mm的钢管，碱液在进口管的流速为的钢管，碱液在进口管的流速为1.5m/s，泵的出口管，泵的出口管为为76 2.5mm的钢管。贮槽中碱液的液面距蒸发器的钢管。贮槽中碱液的液面距蒸发器入口处的垂直距离为入口处的垂直距离为7m，碱液经管路系统的能量损，碱液经管路系统的能量损失为失为40J/kg，蒸发器内碱液蒸发压力保持在，蒸发器内碱液蒸发压力保持在 0.2kgf/cm2（表压），碱液的密度为（表压），碱液的密度为1100kg/m3。试计。试计算所需的外加能量。算所需的外加能量。基准基准fupeuphgzWgz2221222211式中，式中，z1=0，z2=7；p1=0(表压表压)，p2=0.2kgf/cm29.8104=19600Pa，u1 0,u2=u1(d2/d1)2=1.5(89-23.5)/(76-22.5)2=2.0m/skgJhf/40代入上式，代入上式，得得We=128.41J/kg解：解：解题要求规范化解题要求规范化
