3流體動(dòng)力學(xué)(多媒體教案)

1、buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第1頁(yè)buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第2頁(yè)1.3.1 流體的流量與流速流體的流量與流速1.3.1.1 流量流量 單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的流體量。單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的流體量。（1）體積流量（）體積流量（qv） 單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的流體體積單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的流體體積 單位為單位為m3/s。（2）質(zhì)量流量（）質(zhì)量流量（qm） 單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的流體質(zhì)量單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道任一截面的流體質(zhì)量 單位為單位為kg/s。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第3頁(yè)（

2、3）質(zhì)量流量與體積流量之間的關(guān)系）質(zhì)量流量與體積流量之間的關(guān)系qm = qv1.3.1.2 流速流速（1）點(diǎn)速度：是指單位時(shí)間內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)方向）點(diǎn)速度：是指單位時(shí)間內(nèi)流體質(zhì)點(diǎn)在流動(dòng)方向上所流經(jīng)的距離上所流經(jīng)的距離（2）平均速度：流體在管道中的截面速度就是用體）平均速度：流體在管道中的截面速度就是用體積流量除以管道截面積積流量除以管道截面積 smaquvbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第4頁(yè)（3）質(zhì)量流速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道單位截面）質(zhì)量流速：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道單位截面的質(zhì)量的質(zhì)量1.3.1.3 圓形管道直徑的估算圓形管道直徑的估算smkguaqaqgvm2uqdv

3、785.0buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第5頁(yè)uuu d 設(shè)備費(fèi)設(shè)備費(fèi)u流動(dòng)阻力流動(dòng)阻力 動(dòng)力消耗動(dòng)力消耗 操作費(fèi)操作費(fèi)一般液體的流速為一般液體的流速為1-3m/s低壓氣體的流速為低壓氣體的流速為8-12m/sbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第6頁(yè)1.3.2 定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)定態(tài)流動(dòng)與非定態(tài)流動(dòng)buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第7頁(yè)（1）定態(tài)流動(dòng)）定態(tài)流動(dòng) （液面高度不變）（液面高度不變） 各截面上的溫度、壓力、流速等物理量?jī)H隨位置各截面上的溫度、壓力、流速等物理量?jī)H隨位置變化，而不隨時(shí)間變化；變化，而不隨時(shí)間變化；（2）非定態(tài)流動(dòng)）

4、非定態(tài)流動(dòng) （液面高度隨時(shí)間變化）（液面高度隨時(shí)間變化） 流體在各截面上的有關(guān)物理量既隨位置變化，也流體在各截面上的有關(guān)物理量既隨位置變化，也隨時(shí)間變化。隨時(shí)間變化。 z , y, xfufu,z,y,xfu p16 - p26buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第8頁(yè)1.3.3 系統(tǒng)與控制體系統(tǒng)與控制體（1）系統(tǒng)（物系）系統(tǒng)（物系） 包含眾多流體質(zhì)點(diǎn)的集合。包含眾多流體質(zhì)點(diǎn)的集合。 系統(tǒng)與外界可以有力的作用和能量的交換，但系統(tǒng)與外界可以有力的作用和能量的交換，但沒(méi)有質(zhì)量交換。沒(méi)有質(zhì)量交換。 系統(tǒng)的邊界隨著流體一起運(yùn)動(dòng)，因而系統(tǒng)的形系統(tǒng)的邊界隨著流體一起運(yùn)動(dòng)，因而系統(tǒng)的形狀和大小

5、都時(shí)間而變化。狀和大小都時(shí)間而變化。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第9頁(yè)（2）控制體）控制體 當(dāng)劃定一固定的空間體積（比如某一化工設(shè)備）當(dāng)劃定一固定的空間體積（比如某一化工設(shè)備）來(lái)考察問(wèn)題，該空間體積稱為控制體，構(gòu)成控制體來(lái)考察問(wèn)題，該空間體積稱為控制體，構(gòu)成控制體的界面稱為控制面。的界面稱為控制面。 控制面是封閉的固定界面控制面是封閉的固定界面 流體可以自由進(jìn)出控制體流體可以自由進(jìn)出控制體 控制面上可以有力的作用與能量的交換控制面上可以有力的作用與能量的交換buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第10頁(yè)1.3.4 連續(xù)定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量衡算連續(xù)定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)

6、量衡算qm1qm21212buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第11頁(yè)（1）系統(tǒng)：連續(xù)定態(tài)流動(dòng)，無(wú)流體增加和漏失的情況）系統(tǒng)：連續(xù)定態(tài)流動(dòng)，無(wú)流體增加和漏失的情況（2）控制體：以）控制體：以1-1截面、截面、2-2截面以及管內(nèi)壁所截面以及管內(nèi)壁所 圍成的空間圍成的空間（3）相關(guān)物流：）相關(guān)物流：qm1,qm2（4）衡算方程：）衡算方程： 依據(jù)質(zhì)量守恒定律，則依據(jù)質(zhì)量守恒定律，則 qm1 = qm2 1u1a1 = 2u2a2 1u1a1 =2u2a2 = =ua = const qm2qm11212buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第12頁(yè)對(duì)于不可壓縮流體，對(duì)于不

7、可壓縮流體，= =constconst，則，則 q qv v = = u u1 1a a1 1 = = u u2 2a a2 2 = = = uaua = = constconst對(duì)于圓形管路，則對(duì)于圓形管路，則 u u1 1/u/u2 2=a=a2 2/a/a1 1= =( (d d2 2/d/d1 1) )2 2 表明不可壓縮性流體在圓形直管中連續(xù)定態(tài)流動(dòng)表明不可壓縮性流體在圓形直管中連續(xù)定態(tài)流動(dòng)時(shí)任意截面的流速與管內(nèi)徑的平方成反比。時(shí)任意截面的流速與管內(nèi)徑的平方成反比。討論：討論：表示的是一維連續(xù)定態(tài)流動(dòng)的連續(xù)性方程表示的是一維連續(xù)定態(tài)流動(dòng)的連續(xù)性方程 在控制體內(nèi)流體無(wú)增加和漏失的情況在

8、控制體內(nèi)流體無(wú)增加和漏失的情況 連續(xù)定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的管截面上流速變化規(guī)律連續(xù)定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)的管截面上流速變化規(guī)律 不可壓縮流體流速與管道的截面積成反比不可壓縮流體流速與管道的截面積成反比buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第13頁(yè)例：如圖所示，管路由一段例：如圖所示，管路由一段894mm的管的管1、一段、一段1084mm的管的管2和兩段和兩段573.5mm的分支管的分支管3a及及3b連接而成。若水以連接而成。若水以910-3m3/s的體積流量流動(dòng)，的體積流量流動(dòng)，且在兩段分支管內(nèi)的流量相等，試求水在各段管內(nèi)的且在兩段分支管內(nèi)的流量相等，試求水在各段管內(nèi)的流速。流速。123a3bbuc

9、t第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第14頁(yè)（1）研究對(duì)象）研究對(duì)象 理想流體：無(wú)粘性的流體稱為理想流體。理想流體：無(wú)粘性的流體稱為理想流體。 特點(diǎn)：流體在管截面上各質(zhì)點(diǎn)的速度是均勻的，特點(diǎn)：流體在管截面上各質(zhì)點(diǎn)的速度是均勻的， 在流動(dòng)過(guò)程中無(wú)能量損失（摩擦損失）在流動(dòng)過(guò)程中無(wú)能量損失（摩擦損失）（2）控制體）控制體 選取截面（選取截面（1-1截面和截面和2-2截面）截面） 選取基準(zhǔn)水平面（選取基準(zhǔn)水平面（0-0截面）截面） 1-1和和2-2截面以及管內(nèi)壁所圍成的空間為控制體。截面以及管內(nèi)壁所圍成的空間為控制體。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第15頁(yè)u1，a1p1，

10、100112z22u2, a2p2,2z1buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第16頁(yè)（3）衡算基準(zhǔn)）衡算基準(zhǔn) 質(zhì)量為質(zhì)量為m kg的流體在管的流體在管內(nèi)作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)內(nèi)作連續(xù)定態(tài)流動(dòng) 質(zhì)量為質(zhì)量為1kg的流體在管內(nèi)的流體在管內(nèi)作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)（4）區(qū)分進(jìn)入量與流出量）區(qū)分進(jìn)入量與流出量進(jìn)入量進(jìn)入量: 進(jìn)入進(jìn)入1-1截面的量截面的量（機(jī)械能）（機(jī)械能） 1122z100u1，a1p1，1u2, a2p2,2z2buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第17頁(yè)位能：流體受重力作用位能：流體受重力作用在不同高度所具有的能量在不同高度所具有的能量 質(zhì)量為質(zhì)量為m

11、kg的流體在的流體在1-1截面處的位能截面處的位能mgz1 質(zhì)量為質(zhì)量為1 kg的流體在的流體在1-1截面處的位能截面處的位能gz1注注:基準(zhǔn)水平面的選取基準(zhǔn)水平面的選取1122z100u1，a1p1，1u2, a2p2,2z2buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第18頁(yè)動(dòng)能：流體以一定的速動(dòng)能：流體以一定的速度流動(dòng)所具有的能量度流動(dòng)所具有的能量 質(zhì)量為質(zhì)量為m kg的流體在的流體在1-1截面處的動(dòng)能截面處的動(dòng)能 質(zhì)量為質(zhì)量為1kg的流體在的流體在1-1截面處的動(dòng)能截面處的動(dòng)能2121mu2121u1122z100u1，a1p1，1u2, a2p2,2z2buct第第1.31.3

12、節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第19頁(yè)靜壓能：要進(jìn)入截面的流靜壓能：要進(jìn)入截面的流體必須具有使流體通過(guò)該截體必須具有使流體通過(guò)該截面進(jìn)入系統(tǒng)所需的功相當(dāng)?shù)拿孢M(jìn)入系統(tǒng)所需的功相當(dāng)?shù)哪芰?。能量?質(zhì)量為質(zhì)量為m kg、體積為、體積為v1 m3的流體進(jìn)入的流體進(jìn)入1-1截面的靜截面的靜壓能為壓能為 111111vpavapz21122z100u1，a1p1，1u2, a2p2,2buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第20頁(yè)流出量：從流出量：從2-2截面帶截面帶 出的量（機(jī)械能）出的量（機(jī)械能） 機(jī)械能：位能、動(dòng)能、靜機(jī)械能：位能、動(dòng)能、靜 壓能壓能 質(zhì)量為質(zhì)量為1kg的流體所具有的流體所具

13、有的靜壓能為的靜壓能為1111pmvp1122z100u2, a2p2,2u1，a1p1，1z2buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第21頁(yè)（5）衡算方程）衡算方程 根據(jù)能量守恒原則，對(duì)于控制體，輸入的總機(jī)械根據(jù)能量守恒原則，對(duì)于控制體，輸入的總機(jī)械能必等于輸出的總機(jī)械能。能必等于輸出的總機(jī)械能。以以m kg流體為基準(zhǔn)的流體為基準(zhǔn)的以以1kg流體為基準(zhǔn)的流體為基準(zhǔn)的22222112112121vpmumgzvpmumgz22222112112121pugzpugzbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第22頁(yè)若為不可壓縮性流體若為不可壓縮性流體以單位重量流體為基準(zhǔn)的以

14、單位重量流體為基準(zhǔn)的const212222121122pugzpugzgpguzgpguz2222121122buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第23頁(yè)（6 6）適用范圍）適用范圍 理想流體作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)。理想流體作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)。 在流動(dòng)過(guò)程中，控制體內(nèi)與外界無(wú)外加能量。在流動(dòng)過(guò)程中，控制體內(nèi)與外界無(wú)外加能量。 對(duì)于氣體，只適用于管道兩截面間壓力差很小的對(duì)于氣體，只適用于管道兩截面間壓力差很小的 情況。情況。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第24頁(yè)（7 7）討論）討論重力射流重力射流ghcughuc220說(shuō)明位能與動(dòng)能說(shuō)明位能與動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換之間的相互轉(zhuǎn)換

15、aahcc00buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第25頁(yè)ppa壓力射流壓力射流appcu20說(shuō)明壓強(qiáng)能與動(dòng)能說(shuō)明壓強(qiáng)能與動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換之間的相互轉(zhuǎn)換112200buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第26頁(yè)駐點(diǎn)壓強(qiáng)駐點(diǎn)壓強(qiáng)os22oosupp說(shuō)明動(dòng)能與壓強(qiáng)能說(shuō)明動(dòng)能與壓強(qiáng)能之間的相互轉(zhuǎn)換之間的相互轉(zhuǎn)換buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第27頁(yè)z=3mpau1u2112233例：流向判斷例：流向判斷 水以水以7m7m3 3/h/h的流量如圖的流量如圖所示的文丘利管，在喉頸所示的文丘利管，在喉頸處接一支管與下部水槽相處接一支管與下部水槽相通。已知截面

16、通。已知截面1 1處內(nèi)徑為處內(nèi)徑為50mm50mm，壓強(qiáng)為，壓強(qiáng)為1.961.9610104 4papa（表壓），喉頸內(nèi)徑為（表壓），喉頸內(nèi)徑為15mm15mm。試判斷圖中垂直支。試判斷圖中垂直支管中水流的流向。設(shè)流動(dòng)管中水流的流向。設(shè)流動(dòng)無(wú)阻力損失，水的密度取無(wú)阻力損失，水的密度取=1000kg/m=1000kg/m3 3。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第28頁(yè)1.3.6.1 實(shí)際流體的伯努利方程實(shí)際流體的伯努利方程（1 1）能量損失（）能量損失（ ）fwg3pg2pz100112323buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第29頁(yè)用被流體吸收而使其升溫。這一

17、部分很小，通常忽用被流體吸收而使其升溫。這一部分很小，通常忽略不計(jì)。略不計(jì)。通過(guò)管壁散失到周圍介質(zhì)中，這部分是損失掉了，通過(guò)管壁散失到周圍介質(zhì)中，這部分是損失掉了，如何計(jì)算？用如何計(jì)算？用 表示單位質(zhì)量流體損失的總能量。表示單位質(zhì)量流體損失的總能量。單位為單位為 。是一個(gè)過(guò)程函數(shù)，與所經(jīng)的路徑有關(guān)。是一個(gè)過(guò)程函數(shù)，與所經(jīng)的路徑有關(guān)。 fwkgjfwpugzpugz222212112121buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第30頁(yè)（2 2）外加功（）外加功（ ） 由于流體能夠自發(fā)地從高能量向低能量處流動(dòng)，由于流體能夠自發(fā)地從高能量向低能量處流動(dòng)，但如果我們要求從能量低處向能量高處

18、輸送，我們就但如果我們要求從能量低處向能量高處輸送，我們就需要外加功，這種外加功是由流體輸送機(jī)械提供，流需要外加功，這種外加功是由流體輸送機(jī)械提供，流體輸送機(jī)械將機(jī)械能傳給流體，我們將單位質(zhì)量流體體輸送機(jī)械將機(jī)械能傳給流體，我們將單位質(zhì)量流體從流體輸送機(jī)械得到的能量用從流體輸送機(jī)械得到的能量用 來(lái)表示，單位來(lái)表示，單位為為 。 ewkgjewfewpugzwpugz222212112121buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第31頁(yè)1.3.6.2 伯努利方程的討論伯努利方程的討論（1 1） fewpugzwpugz222212112121位能位能動(dòng)能動(dòng)能靜壓能靜壓能狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參

19、數(shù)獲得的能量獲得的能量消耗的能量消耗的能量過(guò)程函數(shù)過(guò)程函數(shù)buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第32頁(yè)（2 2）若輸送的流體為理想流體，在）若輸送的流體為理想流體，在1-1和和2-2截面之截面之間作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)，且無(wú)外加能量，即：間作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)，且無(wú)外加能量，即： 則：則： 00feww；222212112121pugzpugzbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第33頁(yè)式中式中 ，說(shuō)明該方程適用于不可壓縮流體，說(shuō)明該方程適用于不可壓縮流體做連續(xù)定態(tài)流動(dòng)。做連續(xù)定態(tài)流動(dòng)。 若是可壓縮流體：當(dāng)所取系統(tǒng)中兩截面間的絕對(duì)壓若是可壓縮流體：當(dāng)所取系統(tǒng)中兩截面間的絕對(duì)壓力變

20、化小于原來(lái)絕對(duì)壓力的力變化小于原來(lái)絕對(duì)壓力的20%，即，即 ，式中的密度式中的密度 應(yīng)以平均密度應(yīng)以平均密度 來(lái)代替。來(lái)代替。 const1212 . 0 pppmbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第34頁(yè)若系統(tǒng)中的流體處于靜止?fàn)顟B(tài)，即若系統(tǒng)中的流體處于靜止?fàn)顟B(tài)，即 ，因此流體沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，也沒(méi)有能量損失，當(dāng)然也不因此流體沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，也沒(méi)有能量損失，當(dāng)然也不需要外加功，需要外加功， , ,于是伯努利方程就于是伯努利方程就要變?yōu)橐優(yōu)?21 uu2211gzpgzp0w0f；ewbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第35頁(yè)（3 3）fewpugzwpugz22221211

21、2121121122 12 buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第36頁(yè) 結(jié)論：結(jié)論： 若若 含有出口阻力損失，那么在選取含有出口阻力損失，那么在選取2-22-2截面截面 時(shí)，要取在出口外側(cè)，此時(shí)的時(shí)，要取在出口外側(cè)，此時(shí)的 ，因?yàn)榱黧w，因?yàn)榱黧w 脫離管道的束縛。脫離管道的束縛。 若若 不含有出口阻力損失，那么在選取不含有出口阻力損失，那么在選取2-22-2截截 面時(shí)要么取在出口內(nèi)側(cè)，此時(shí)的面時(shí)要么取在出口內(nèi)側(cè)，此時(shí)的 為管道的流為管道的流 速，因?yàn)榱黧w還未脫離管道的束縛。速，因?yàn)榱黧w還未脫離管道的束縛。fw02u2u1122fwbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)

22、第37頁(yè)（4 4） 是表示單位質(zhì)量流體從流體輸送機(jī)械所獲得的是表示單位質(zhì)量流體從流體輸送機(jī)械所獲得的功，則單位時(shí)間流體輸送機(jī)械所作的有效功（有效功，則單位時(shí)間流體輸送機(jī)械所作的有效功（有效功率）。功率）。 n ne e = = q qm m w we e 實(shí)際上流體輸送機(jī)械本身還有能量轉(zhuǎn)換效率，則實(shí)際上流體輸送機(jī)械本身還有能量轉(zhuǎn)換效率，則流體輸送機(jī)械實(shí)際消耗的功率應(yīng)為流體輸送機(jī)械實(shí)際消耗的功率應(yīng)為n n = = n ne e/ /fewpugzwpugz222212112121ewbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第38頁(yè)（5 5）以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn)）以單位質(zhì)量流體為基準(zhǔn) 以

23、單位重量流體為基準(zhǔn)以單位重量流體為基準(zhǔn) 以單位體積流體為基準(zhǔn)以單位體積流體為基準(zhǔn) 2221f2222e1211mhgpguzhgpguz222-f12222e1211pawpugzwpugz/212121f2222e1211kgjwpugzwpugzbuct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第39頁(yè)1.3.6.3 伯努利方程式的物理意義伯努利方程式的物理意義buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第40頁(yè)1.3.6.4 伯伯努利方程式的應(yīng)用努利方程式的應(yīng)用（1 1）畫出流程，用箭頭標(biāo)出流動(dòng)方向，指出上、下）畫出流程，用箭頭標(biāo)出流動(dòng)方向，指出上、下 游，上游截面用游，上游截面用

24、1-11-1截面來(lái)表示，下游截面用截面來(lái)表示，下游截面用2-2-2 2 截面來(lái)表示。截面來(lái)表示。（2 2）選取截面）選取截面 與流體的流動(dòng)方向相垂直；與流體的流動(dòng)方向相垂直； 兩截面間流體應(yīng)是定態(tài)連續(xù)流動(dòng)；兩截面間流體應(yīng)是定態(tài)連續(xù)流動(dòng)； 截面宜選在已知量多、計(jì)算方便處。截面宜選在已知量多、計(jì)算方便處。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第41頁(yè)（3 3）基準(zhǔn)水平面的確定，必須與地面平行。）基準(zhǔn)水平面的確定，必須與地面平行。（4 4）要注意單位一致性原則，尤其壓力的單位要一）要注意單位一致性原則，尤其壓力的單位要一 致，要同時(shí)用絕壓、表壓。致，要同時(shí)用絕壓、表壓。buct第第1.3

25、1.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第42頁(yè)例例1：截面的選?。航孛娴倪x取112233buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第43頁(yè)113322buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第44頁(yè)11buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第45頁(yè)例例2 2：一敞口高位液槽其一敞口高位液槽其液面距輸液管出口的垂液面距輸液管出口的垂直距離為直距離為6m6m，液面維持，液面維持恒定。輸液管為恒定。輸液管為75.575.53.753.75mmmm的鍍鋅的鍍鋅焊接鋼管（普通管），焊接鋼管（普通管），流動(dòng)過(guò)程中的阻力損失流動(dòng)過(guò)程中的阻力損失為為5.6m5.6m液柱，液體的密液柱，

26、液體的密度為度為1100kg/m1100kg/m3 3。試求輸。試求輸液量，液量，m m3 3/h/h。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第46頁(yè)例例3 3：槽中的水經(jīng)虹吸管流槽中的水經(jīng)虹吸管流出，求：出，求： （1 1）管內(nèi)水流速；）管內(nèi)水流速； （2 2）截面）截面a(a(管內(nèi)管內(nèi)) )、b b、c c三處的靜壓力。三處的靜壓力。管徑均勻不變，流動(dòng)阻力管徑均勻不變，流動(dòng)阻力可以不計(jì)，大氣壓力為可以不計(jì)，大氣壓力為1atm1atm。 a b 1 1 2 2 0.5m c 0.7m buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第47頁(yè)例例4 4：有一用水吸收混合有一用水吸

27、收混合氣中氨的常壓逆流吸收氣中氨的常壓逆流吸收塔（如圖所示），水由塔（如圖所示），水由水池用離心泵送至塔頂水池用離心泵送至塔頂經(jīng)噴頭噴出。泵入口管經(jīng)噴頭噴出。泵入口管為為1081084mm4mm無(wú)縫鋼無(wú)縫鋼管，管中流量為管，管中流量為40m40m3 3/h/h，出口管為，出口管為89893.5mm3.5mm無(wú)縫鋼管。無(wú)縫鋼管。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第48頁(yè)池內(nèi)水深為池內(nèi)水深為2m2m，池底至，池底至塔頂噴頭入口處的垂直塔頂噴頭入口處的垂直距離為距離為20m20m。管路的阻。管路的阻力損失為力損失為40j/kg40j/kg（不包（不包括出口阻力），噴頭入括出口阻力），噴頭入口處的壓強(qiáng)為口處的壓強(qiáng)為120kpa120kpa（表壓）。設(shè)泵的效率（表壓）。設(shè)泵的效率為為65%65%。 試求泵所需的功率，試求泵所需的功率，kwkw。buct第第1.31.3節(jié)節(jié) 流體動(dòng)力學(xué)流體動(dòng)力學(xué)第49頁(yè)例例5 5：如圖所示為丙烯精餾：如圖所示為丙烯精餾塔回流系統(tǒng)。精餾塔內(nèi)操塔回流系統(tǒng)。精餾塔內(nèi)操作壓強(qiáng)為作壓強(qiáng)為13.3kgf/cm13.3kgf/cm2 2（表