流体流动中的能量守恒

流体流动中的能量守恒2023/8/241第1页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程回顾上节课主要内容：

流量与流速的概念稳定（定态）流动与不稳定（非定态）流动稳定流动系统的物料衡算——连续性方程

2023/8/242第2页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程2023/8/243第3页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程1.2.4稳定流动的总能量衡算

研究范围：1-1′、2-2′截面以及管内壁所围成的空间基准面：0-0′水平面2023/8/244第4页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程（1）内能贮存于物质内部的能量。1kg流体具有的内能为U（J/kg）。（2）位能流体受重力作用在不同高度所具有的能量。1kg的流体所具有的位能为gz（J/kg）。

（3）动能1kg的流体所具有的动能为(J/kg)与实际流体流动有关的能量主要包括：(一)流体本身所具有的能量2023/8/245第5页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程（4）压强能

压强能=1kg的流体所具有的压强能为

(J/kg)（5）热设换热器向1kg流体提供的热量为(J/kg)。

（6）外功(有效功)1kg流体从流体输送机械所获得的能量为we(J/kg)。(二)系统与外界交换的能量2023/8/246第6页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程（7）损失能量

1kg流体损失的能量为wf（J/kg）。实际流体流动时由于粘性摩擦而引起的能量损失。质量为m的流体在流动过程中总能量衡算方程为：

输入输出机械能：位能、动能、静压能、功，特点：在流体流动过程中可以相互转变，也可以变成热或流体的内能，还可以用于流体的输送；内能、热：在流动系统内不能直接转变为用于输送流体的机械能。2023/8/247第7页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程1.2.5机械能衡算——柏努利方程（1）机械能衡算方程假设：①流体是不可压缩的，ρ=常数；②流动系统中无热交换器，qe=0；③流体温度不变，U1=U2。阻力损失即以上两式为实际不可压缩流体稳定流动的机械能衡算式。2023/8/248第8页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程

①若流体为理想流体，且又无外功加入，we=0，则此式称为柏努利（bernoulli）方程（理想流体）

②对于实际流体，根据管路需要安装流体输送机械设备。（2）讨论2023/8/249第9页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程

③以单位重量（1N）流体为衡算基准

（2）讨论位头（位压头）压力头（静压头）速度头（动压头）外加压头（泵压头）损失压头各项单位：m2023/8/2410第10页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程

④以单位体积（1m3）流体为衡算基准

（2）讨论各项单位：pa

⑤对于静止流体，2023/8/2411第11页，课件共13页，创作于2023年2月1流体流动—1.2流体流动的基本方程⑥对可压缩流体（如气体）（2）讨论（3）柏努利方程的应用（下节课重点介绍）注意：

（1）确定上、下游截面，明确衡算范围；（2）定出基准水平面；（3）列机械能