流體流動中的能量守恒

流體流動中的能量守恒2023/8/241第1頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程回顧上節(jié)課主要內容：

流量與流速的概念穩(wěn)定（定態(tài)）流動與不穩(wěn)定（非定態(tài)）流動穩(wěn)定流動系統(tǒng)的物料衡算——連續(xù)性方程

2023/8/242第2頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程2023/8/243第3頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程1.2.4穩(wěn)定流動的總能量衡算

研究范圍：1-1′、2-2′截面以及管內壁所圍成的空間基準面：0-0′水平面2023/8/244第4頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程（1）內能貯存于物質內部的能量。1kg流體具有的內能為U（J/kg）。（2）位能流體受重力作用在不同高度所具有的能量。1kg的流體所具有的位能為gz（J/kg）。

（3）動能1kg的流體所具有的動能為(J/kg)與實際流體流動有關的能量主要包括：(一)流體本身所具有的能量2023/8/245第5頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程（4）壓強能

壓強能=1kg的流體所具有的壓強能為

(J/kg)（5）熱設換熱器向1kg流體提供的熱量為(J/kg)。

（6）外功(有效功)1kg流體從流體輸送機械所獲得的能量為we(J/kg)。(二)系統(tǒng)與外界交換的能量2023/8/246第6頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程（7）損失能量

1kg流體損失的能量為wf（J/kg）。實際流體流動時由于粘性摩擦而引起的能量損失。質量為m的流體在流動過程中總能量衡算方程為：

輸入輸出機械能：位能、動能、靜壓能、功，特點：在流體流動過程中可以相互轉變，也可以變成熱或流體的內能，還可以用于流體的輸送；內能、熱：在流動系統(tǒng)內不能直接轉變?yōu)橛糜谳斔土黧w的機械能。2023/8/247第7頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程1.2.5機械能衡算——柏努利方程（1）機械能衡算方程假設：①流體是不可壓縮的，ρ=常數(shù)；②流動系統(tǒng)中無熱交換器，qe=0；③流體溫度不變，U1=U2。阻力損失即以上兩式為實際不可壓縮流體穩(wěn)定流動的機械能衡算式。2023/8/248第8頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程

①若流體為理想流體，且又無外功加入，we=0，則此式稱為柏努利（bernoulli）方程（理想流體）

②對于實際流體，根據(jù)管路需要安裝流體輸送機械設備。（2）討論2023/8/249第9頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程

③以單位重量（1N）流體為衡算基準

（2）討論位頭（位壓頭）壓力頭（靜壓頭）速度頭（動壓頭）外加壓頭（泵壓頭）損失壓頭各項單位：m2023/8/2410第10頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程

④以單位體積（1m3）流體為衡算基準

（2）討論各項單位：pa

⑤對于靜止流體，2023/8/2411第11頁，課件共13頁，創(chuàng)作于2023年2月1流體流動—1.2流體流動的基本方程⑥對可壓縮流體（如氣體）（2）討論（3）柏努利方程的應用（下節(jié)課重點介紹）注意：

（1）確定上、下游截面，明確衡算范圍；（2）定出基準水平面；（3）列機械能