二流体流动规律33课件

二、流体流动规律

主要内容1.基本概念——流速、流量2.定态流动和非定态流动3.流体流动类型——雷诺准数4.流体流动速度分布5.流速变化规律——连续性方程6.流体流动规律——伯努利方程5.流速变化的基本规律——连续性方程

（1）连续方程的导出连续性方程是质量守恒定律的一种表现形式，本节通过物料衡算进行推导。

a.定范围在稳定连续流动系统中，对直径不同的管段作物料衡算,如图。以管内壁、截面1-1′与2-2′为衡算范围。由于把流体视连续为介质，即流体充满管道，并连续不断地从截面1-1′流入、从截面2-2′流出。

b.定基准单位时间t内，对于连续稳态的一维流动，如果没有流体的泄漏或补充，由物料衡算的基本关系：

G入=

G出+G输入质量流量=输出质量流量c.列方程

若以１s为基准，则物料衡算式为:ws1=ws2

因ws=uAρ，故上式可写成:

推广到管路上任何一个截面，即:

都称为管内稳定流动的连续性方程式。它反映了在稳定流动系统中，流体流经各截面的质量流量不变时，管路各截面上流速的变化规律。此规律与管路的安排以及管路上是否装有管件、阀门或输送设备等无关。（2）推论：a.对于不可压缩的流体即:ρ＝常数，可得到：对于在圆管内作稳态流动的不可压缩流体：b.适用前提流体流动的连续性方程式仅适用于稳定流动时的连续性流体。例从高位槽向塔内加料。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φ45mm×2.5mm的钢管，要求料液在管内以3.6m^3/h的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？引入：流体流动时输送设计问题22001.管路及管件设计（长度、壁厚、内径、材质等）2.压差设计3.流速设计4.落差设计5.损耗设计6.动力设计例从高位槽向塔内加料。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φ45mm×2.5mm的钢管，要求料液在管内以3.6m^3/h的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？7：流体流动基本规律22001.管路及管件设计（长度、壁厚、内径、材质等）2.压差设计3.流速设计4.落差设计5.损耗设计6.动力设计7.1流体流动规律——柏努利方程式(Bernoulliequation）（1）引入：流体输送系统中，物料能量的变化规律(2)方程导出定范围内壁面1－1`面至2－2`面之间b.定基准定基准面：平衡于水平面0-0`面时间基准：单位时间t衡算基准：1kg流体c.列方程

能量守恒定律输送系统中：管路上装有对流体作功的泵及造成阻力损失的管件。（C.1）提假设：——

简化

（a）连续稳定流体；（b）两截面间无旁路流体输入、输出；

(c）系统热损失QL=0。（C.2）设参数u1、u2──流体分别在截面1-1′与2-2′处的流速,m/s；

p1、p2──流体分别在截面1-1′与2-2′处的压强,N/m２；

Z１、Z２──截面1-1′与2-2′的中心至o-o′的垂直距离,m；

A1、A2──截面1-1′与2-2′的面积，m2；

ρ1

、ρ2──流体分别在截面1-1′与2-2′处的密度,kg/m3。（2.2）机械能分析（单位质量）位能基准面以上为正，下为负位能＝gzb.动能动能＝c.静压能静压能＝d.摩擦能——能量损失摩擦能记为e.外加功