1.2流体输送原理1.2.3流体动力学基本方程伯努利方程8

1.2流体输送原理1.2.3流体动力学基本方程-伯努利方程

流体主要输送方式有从高位槽送料、压缩空气送料、真空抽料和输送机械送料等。那么，对于不同的送料方式，如何才能保证完成输送任务呢？在化工生产中，解决流体输送问题的基本依据是伯努利方程。所以要解决这个问题，需先学习流体输送的能量衡算在流体动力学中的应用——伯努利方程。一、稳定流动系统的能量稳定流体流动时所涉及的能量只有机械能、功和损失能量。1.位能位能是流体处于重力场中而具有的能量，若质量为m（kg）的流体与基准水平面的垂直距离为z（m），则位能为，即mgZ（J），单位质量流体的位能则为gz（J/kg）。2.动能动能是流体具有一定的速度流动而具有的能量。m（kg）的流体，当其流速为u（m/s)时具有的动能为mu2/2（J），单位质量流体的动能为u2/2（J/kg）。3.静压能静压能是由于流体具有一定的压力而具有的能量。质量为m（kg），压力为p（Pa）的流体的静压能为pV（J)，单位质量流体的静压能为P/ρ（J/kg）。静压能=

lAV

4.外加功当系统中安装有流体输送机械时，它将对系统做功，即将外部的能量转化为流体的机械能。单位质量流体从输送机械中所获得的能量称为外加功，用We

表示，其单位为（J/kg）。外加功是选择流体输送设备的重要数据，可用来确定输送设备的有效功率Pe（W），即

Pe=Weqm5.损失能量单位质量流体流动时为克服阻力而损失的能量，用表示，其单位为（J/kg）

二、伯努利方程式流体的流动过程实质上是流动体系中各种形式能量之间的转化过程。1.理想流体流动过程的能量衡算理想流体是指在流动时无黏性、无压缩性，流动时无流动阻力的流体，为假想流体，但对解决实际问题有重要意义。

11’A、划定衡算范围B、取衡算的基准1kg流体、0-0’截面的高度为0m00’z122’z2C、列等式

理想流体的伯努利方程式。

对于理想流体，当没有外加功时单位质量流体为衡算基准，J/kg单位重量流体为衡算基准，J/N=m单位体积流体为衡算基准，J/m3=Pa伯努利方程的物理意义各项单位为mz——位压头——动压头——静压头总压头不可压缩理想流体作定态流动时管道中各截面上总机械能，或者说总压头为常数

伯努利方程讨论：

（1）若流体处于静止，u=0，Σhf=0，W=0，则伯努利方程变为

上式说明静止是流动的一种特殊形式。（2）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，即但每一种形式的机械能不一定相等，各种形式的机械能可以相互转换。（3）伯努利方程式适用于不可压缩性流体。对于可压缩性流体，当时，仍可用该方程计算，但式中的密度ρ应以两截面的平均密度ρm代替。（4）方程中等式两端的压强能项中的压强p可以同时使用绝压或同时使用表压，视计算要求而定。

2.实际流体的能量衡算从伯努利方程分析得知，实际流体在流动中由于有阻力，产生能量损失，则流体自然流动时只能从高能位向低能位进行。在化工生产中，经常需要将流体从低能位向高能位输送，这就要求必须采取措施，保证上游截面处流体的能量大于下游截面处流体的能量。可以采用设置高位槽、在上游加压、在下游抽真空及使用流体输送机械的方法来实现流体输送。压头损失