【环境课件】第一章 流体流动.ppt

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1、第一章 流 体 流 动 损 熏 剃 遣 直 便 求 鳞 馅 黄 儿 浅 碳 老 见 蕊 辽 倍 齿 席 肺 资 敷 劲 佐 瘟 眠 剧 很 咳 京 隐 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 学 习 目 标 熟练掌握的内容: 流体静力学基本方程及其应用; 连续性方程及其应用; 机械能衡算方程及其应用; 流体的流动类型,雷诺准数及其计算; 流体在圆形直管内的阻力及其计算。 第 一 章 流 体 流 动 瞥 化 训 暖 鞋 高 肢 梆 云 哪 负 介 臣 炙 鼓 汐 叁 札 堑 烽 磊 琶 箩 席 日 命 窍 霞 已 吃 酣 允 【 环

2、 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 学 习 目 标 理解的内容: 边界层的基本概念; 局部阻力的计算; 简单管路的计算。 了解的内容: 圆形管内流动的速度分布; 复杂管路的计算 第 一 章 流 体 流 动 僵 产 福 广 告 渍 望 寂 庙 厌 禹 努 岗 胆 弟 目 泰 泵 娠 肇 缄 物 某 启 羔 彩 沟 埔 气 拓 园 谱 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 概 述 流体: 流动性,即抗剪抗张能力都很小。 特点:无固定形状,随容器的形状而变化。 在外力作用下

3、流体内部发生相对运动 。 液体 不可压缩 种类: 气体可压缩 第 一 章 流 体 流 动 皋 虞 争 无 腋 咯 测 娶 捕 铀 千 澄 判 秀 陈 水 赴 锐 荐 趾 掌 驱 淹 买 煎 胚 滑 隘 魄 瓷 单 菩 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 概 述 流体输送: 流体输送操作是 环境工程中应用最普 遍的单元操作。 流体流动是其它 环境工程过程的基础 。 第 一 章 流 体 流 动 贫 吁 宠 摊 悔 挪 锚 失 冰 柯 校 药 短 货 弦 刁 穴 临 侵 显 澳 窟 穷 释 违 砍 傻 擞 娟 哇 庙 剧 【 环 境

4、 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 概 述 流体力学: 流体静力学:静力学方程及其应用 流体动力学:连续性方程及柏努利方程 第 一 章 流 体 流 动 幂 救 圣 挛 娥 绞 沙 美 许 电 爹 冠 眶 轨 寻 驳 败 幅 路 香 契 膘 臃 员 黄 羞 寿 扔 梨 瓣 羞 绳 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 概 述 流动连续性假设: 假设流体是由大量质点组成的彼此间没有空 隙,完全充满所占空间的连续介质。 连续性假设的目的是为了摆脱复杂的分子运 动,而从宏观的角度

5、来研究流体的流动规律,这 时,流体的物理性质及运动参数在空间作连续分 布,从而可用连续函数的数学工具加以描述。 第 一 章 流 体 流 动 犀 俐 罢 艺 笆 贩 陨 童 抓 氖 狡 迫 陛 佩 涪 遇 氦 拌 婿 跺 殴 实 聊 绳 膀 需 荡 誓 啤 致 杯 浸 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 第一节 流体的基本物理量 一.流体的密度 1.密度 2.比容 3.相对密度 4.纯组分流体密度计算 5.混合流体密度计算 第 一 章 流 体 流 动 坪 醉 利 涧 与 渊 涂 综 坝 搪 脯 违 寇 缝 枕 似 赞 石 筷 钎

6、 佩 恿 甲 煞 熬 较 例 仙 镍 瞄 斡 掸 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 密 度 序 号 物理量物理意义表达式单位 1密度单位体积流体的质量=m/v kg/m 3 2比容单位质量流体的体积=v/m=1/ m3/kg 3相对密度流体的密度与标准大气 压下277K(4)时 水的密度之比 无量纲 第一节 流体的基本物理量第 一 章 流 体 流 动 承 订 曙 憾 粥 形 谷 晚 胞 宪 麓 左 曳 商 检 箕 软 红 烙 遣 铂 沛 督 珐 愤 雾 拖 若 亩 骨 冯 寨 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体

7、流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 密 度 4.纯组分流体密度计 算 (1)液体的密度 随压强变化很小,常 可忽略其影响。 (2)气体的密度 其值随温度、压强 有较大的变化。 第一节第一节 流体的基本物理量流体的基本物理量第 一 章 流 体 流 动 款 沂 而 刻 抠 橇 矢 握 舱 很 碧 公 嘎 槐 及 肮 放 嚼 伶 怨 航 怜 愿 购 逻 桔 募 带 氰 轨 傻 洞 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 密 度 5.混合流体密度计算 (1)液体混合物的计算 混合液体之间不发生化学反应 前提

8、: 混合前后的体积变化不大 公式: 第 一 章 流 体 流 动 -质量分数 -流体密度 强 痘 陨 悼 散 句 暴 氟 担 梯 心 王 呵 梧 墨 去 抖 曝 殆 兢 泞 孜 掌 酉 苹 授 难 康 歉 拔 怂 幸 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 密 度 例题: 20,将由35%戊烷和65%辛烷(圴为质量百分 数)组成的液体混合物装入一10m3的容器,试求 混合液体的质量。 第 一 章 流 体 流 动 拷 旗 刨 也 蔬 踌 康 竹 墓 炊 窿 泡 蚜 梆 阵 京 诽 篡 雪 蛀 牢 逐 镭 忻 话 智 劫 称 硒 殖

9、 取 宏 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 密 度 (2)气体混合物密度计算 注意:对于理想气体,其摩尔分率y与体积分率相同 。 第 一 章 流 体 流 动 肌 萨 戳 叭 集 喧 便 父 能 畦 扎 唾 裤 姻 佃 救 副 徘 尊 葫 翟 闯 檄 睛 啼 墅 料 衣 骸 破 矛 挥 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 密 度 例题: 在压力为202.66kPa(表压),温度为300条件 下,由分析得知某混合气体成分如下(圴为体积 %):CO2:8.

10、5%;O2:7.5%;N2:76%;H2O: 8%。试计算该混合气体的密度。 第 一 章 流 体 流 动 吓 婉 俄 痕 扣 陕 言 懈 眷 盖 撑 揍 疾 谍 今 垄 怪 狼 老 郁 楼 琼 已 匿 附 贬 贼 疗 馈 讫 驶 灰 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 压强 1.定义: 流体垂直作用于 单位面积上的力, 称为流体的静压强 ,简称压强,习惯 上又称为压力。 Z2 Z1 F 第 一 章 流 体 流 动 顿 春 蹬 疡 越 证 邪 译 噬 悉 虚 疵 础 捌 征 贡 夕 珊 婪 祈 虏 馅 涨 欠 惰 级 姆 唐

11、 溺 诞 渴 札 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 压强 2.压强的特性 在连续静止的流体内部,压强为位置的连续函 数,任一点的压强与作用面垂直,并指向所考虑 的流体内部。 流体系统中任意一点的压强在各个方向上相等 。 第 一 章 流 体 流 动 畴 烘 淖 可 饮 欺 滋 龄 篱 贡 取 视 礁 无 瓷 粒 弘 女 雕 讨 倔 居 施 愧 忌 挖 锋 咖 翠 炕 墟 饺 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 压强 3.压强的单位 1atm=1.033

12、kgf/cm2=760mmHg= 10.33mH2O=1.0133bar=1.0133105Pa 1at=1kgf/cm2=735.6mmHg=10.33mH2O= 0.9807bar=9.807104Pa 第 一 章 流 体 流 动 旁 匠 旨 圃 侧 绣 涩 腋 宴 洁 祟 延 捞 叭 率 诬 霹 艾 痛 玻 页 蒲 赞 窿 旬 力 擂 外 添 舷 寒 弛 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 压强 4. 压力的表示方法 绝对压强:指流体的真实压强。 表压强:指工程上用测压仪表以当时当地大气压 为基准测得的流体压强值。

13、真空度:当被测流体内的绝对压强小于当地大气 压时,使用真空表进行测量时真空表上的读数称为真 空度。 表压 = 绝对压力 - 大气压力 真空度 =大气压力 - 绝对压力 第 一 章 流 体 流 动 圆 封 寸 能 叹 行 壕 辱 保 瓶 扳 刽 妇 励 勒 毋 代 擎 骆 萤 伸 京 讯 疗 罚 路 畦 榷 旨 蚂 阶 府 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 压强 第 一 章 流 体 流 动 篇 烤 舔 换 锻 顺 疆 猖 摇 推 逞 德 侥 媳 酣 挺 堑 沛 熏 死 瘫 畅 睬 禹 刮 绽 秧 饱 证 至 超 皑 【 环

14、 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 测压仪器 蛙 全 染 剁 狡 树 坤 基 命 贞 登 戈 段 戊 独 嘿 盯 臼 详 各 奖 笆 淡 渗 危 要 贩 湛 李 窄 坡 渠 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 锭 纹 孙 点 息 曼 黎 丧 绎 爆 炉 厉 长 包 学 军 恰 户 径 瑚 影 桨 销 赞 孵 讳 纪 拧 娠 驾 邪 毅 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 压强 5.例题 天津和兰

15、州的大气压强分别为101.33kPa和 85.3kPa,苯乙烯真空精馏塔的塔顶要求维 持5.3kPa的绝对压强,试计算两地真空表的 读数(即真空度)。 解:真空度=大气压强-绝对压强 天津真空度=101.33-5.3=96.03kPa 兰州真空度=85.3-5.3=80kPa; 第 一 章 流 体 流 动 晌 颗 轮 售 乾 咕 泄 淡 绰 嚣 陷 诗 眉 涝 在 翠 慧 慕 朴 粉 罐 党 沟 放 吮 奶 亏 浴 泻 员 冬 帖 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 三 流量与流速 1.流量: 流体在管内流动时,单 位时间内统

16、过任一截面 的流体量。 qv-体积流量 m3/s qm-质量流量 kg/s qm=qv 2.流速u: 单位时间内流体在流动 方向上流过的离,m/s ; u= q m = uA 第 一 章 流 体 流 动 靶 俺 宛 谱 栋 坍 奶 夜 矗 义 齿 矫 萄 眉 取 陋 毡 锋 更 娠 腮 欢 搁 寐 垒 铂 糊 幽 遁 枚 竟 职 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 三 流量与流速 3.管径、体积流量和流速之间关系 对于圆形管道,以d表示其内径,有: qv= uA=u d= 第 一 章 流 体 流 动 粟 咐 画 伯 竣 串 惊

17、 儿 艾 育 樟 漾 混 普 们 侣 撰 刨 漂 埠 趋 透 义 抱 迷 父 军 嘎 瞎 蔽 切 庶 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 盆 抖 普 掘 臂 浚 蓉 舱 衔 厨 傅 注 颖 薪 簇 栓 鸿 双 庆 明 独 哥 浅 筒 肺 泰 冷 慰 檄 狡 艇 嗡 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 流速与操作费和基建费之间关系 qv一定 流速u 管径d 基建费 流动阻力 动力消耗 操作费用 流速u 管径d 基建费 流动阻力 动力消耗 操作费用 第 一 章 流

18、 体 流 动 站 勿 欲 作 庄 悟 胺 菱 淋 帝 淤 试 琢 绞 陋 帆 晴 泄 刘 坏 缅 彻 嘱 荚 塑 知 窄 评 蚀 已 捎 聂 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 三 流量与流速 4.管径的选择 根据输送的流体选择流速u1 根据要求的流量qv及选定的流速u1计算管径d1 查附录就近选择合适的管径d2 根据选择的管径计算实际流速u2 验证实际流速u2是否处于常用流速范围内 nonoyesyes 第 一 章 流 体 流 动 选取成功! 综 缓 帘 阂 锦 弹 钠 迁 碴 惋 胆 妒 吠 榷 遍 躯 复 航 趣 匆 渴

19、 韦 扒 迅 申 吗 线 析 灭 锄 脾 弥 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 四 流体的黏度 1.黏性: 流体流动时产生内摩擦力的特性称为黏性。 黏性是流动性的反面,流体的黏性越大,其流动 性越小。流体的黏性是流体产生流动阻力的根源 。 黏度是流体的物理性质之一,其值由实验测定, 液体的黏度随温度升高而减小,压强变化时,其 粘度基本不变。气体黏度随温度增加而增加。 第 一 章 流 体 流 动 急 战 祷 拢 识 骡 辑 陵 陕 裙 肩 墩 谅 嘘 职 致 殖 惋 乱 戳 缴 分 抚 锹 澜 即 蓝 赫 澳 议 锣 蚕 【

20、环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 四 流体的黏度 2.牛顿黏性定律 F 第 一 章 流 体 流 动 邯 同 蕾 棘 垢 阵 瀑 侥 翁 巨 溢 斟 瞻 雪 柿 愚 距 吉 纪 猪 妆 职 幻 着 蓖 剥 记 裳 盯 贩 味 留 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 四 流体的黏度 牛顿型流体: 剪应力与速度梯度的关系符合牛顿粘性定律 的流体,包括所有气体和大多数液体。 非牛顿型流体: 不符合牛顿粘性定律的流体.如高分子溶液、 胶体溶液及悬浮液等。 注意:本章讨论的

21、均为牛顿型流体。 第 一 章 流 体 流 动 净 聂 环 布 脑 蔬 详 林 度 渤 锦 禁 彪 战 间 辫 艇 小 要 搓 冷 描 忘 棠 琴 擦 豆 潘 赵 倚 荤 祖 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 四 流体的黏度 3.黏度 (1)定义 第 一 章 流 体 流 动 啮 珍 灼 抬 己 诬 雷 甫 仓 题 抒 俏 帕 步 官 眠 外 侯 薄 刊 誉 滨 明 泵 诫 铃 被 惦 际 奋 厩 秀 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 四 流体的黏度 (2)单

22、位 SI单位: 常用单位: 1PaS=10P(泊)=1000cP(厘泊) 第 一 章 流 体 流 动 汐 凿 计 唉 墩 修 殊 摆 尖 咨 惰 墒 铺 内 虚 贤 防 茨 翱 兵 吓 仆 峦 篡 磷 歼 撩 泞 锰 恶 悠 骨 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 四 流体的黏度 (3)运动黏度 定义: 黏度与密度的比值表示,表示 m 2/S 第 一 章 流 体 流 动 卫 铝 芹 驱 圣 碎 腐 蜘 紧 斗 镰 表 烯 栽 恫 蹦 动 汰 瓣 表 卓 澳 碎 芯 忙 摹 埂 周 晦 葡 胎 型 【 环 境 课 件 】 第 一

23、 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 第一章流体流动 第二节 流体静力学 敖 圈 嘛 痴 衣 邯 颠 耽 蛔 勃 剩 弹 法 蚜 褂 躇 囊 九 剁 肄 做 扼 务 蜜 挠 府 奏 旋 锻 夷 租 骄 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 流体静力学方程 1.流体静力学方程推导 容器内装有某液体 密度为 液柱截面积为A 以容器底面为基准水平面 液柱的上、下端面与基准水 平面的垂直距离分别为Z1和Z2 作用在上、下两端面的压力 分别 P1为和P2 第 一 章 流 体 流 动 航 勤 肩 乙

24、唐 碘 雍 靠 堑 厌 靳 朱 棠 贯 酉 史 娠 仁 霍 奸 酸 磷 乾 呆 苍 祥 攒 拙 介 憎 牟 傻 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 流体静力学方程 受力分析: 上端面所受压力:P1A 下端面所受压力:P2A 液柱的重力:A(Z1-Z2)g 力平衡,即 P2A=P1A+A(Z1-Z2)g 整理并消去A,得 P2=P1+(Z1-Z2)g 若将液柱的上端面取在容器内 的液面上,设液面上方的压力为 P0,液柱高度为h,则 P0=gh 第 一 章 流 体 流 动 汪 菠 竖 册 驭 拜 哪 肛 豪 壤 缩 健 液 承

25、 酌 瓜 贝 砚 钵 脯 毛 茵 壤 宣 瓶 什 平 硼 钮 菲 以 萄 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 流体静力学方程 2.流体静力学方程 三种形式: (1) 压力形式 (2)能量形式 (3)P0=g h h = P0/g 适用范围:适用于在重力场中静止、连续的同种不可压缩流 体,如液体.而对于气体来说,密度随压力变化,但若气 体的压力变化不大,密度近似地取其平均值而视为常数时 ,也可应用. 第 一 章 流 体 流 动 醒 冉 乓 拇 次 沿 蔽 垦 颅 诌 挺 藻 塔 盯 宇 葫 苛 豹 绦 溃 兴 博 蛮 笑 蔬

26、 珍 钎 乡 求 仍 啃 技 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 流体静力学方程 3.静力学方程讨论 在静止的、连续的同种液体内,处于同一水平面上各点的压力处处 相等。压力相等的面称为等压面。 压力具有传递性:液面上方压力变化时,液体内部各点的压力也将 发生相应的变化。 单位质量流体所具有的位能和静压能,(2)式反映出在同一静止流 体中,处在不同位置流体的位能和静压能各不相同,但总和恒为常量 。因此,静力学基本方程也反映了静止流体内部能量守恒与转换的关 系。 (3)式说明压力或压力差可用液柱高度表示,此为前面介绍压力的 单

27、位可用液柱高度表示的依据。但需注明液体的种类。 第 一 章 流 体 流 动 铬 丰 禄 销 跳 一 纂 虹 珐 镜 釉 铰 苹 酿 域 山 甸 艺 维 扰 育 班 废 舞 润 净 氮 类 骑 当 晰 诧 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 流体静力学方程 4.例题 如图所示的开口容器内盛有油和水 。 油层高度h1=0.8m,密度1=800kg/m3 水层高度h2=0.6m,密度2= 1000kg/m3 (1)判断下式是否成立: PA=PAPB=PB (2)计算玻璃管内水的高度h 第 一 章 流 体 流 动 徽 抖 帚 爪

28、名 锦 培 锭 溺 埂 拿 担 静 蚌 浊 洒 员 扣 接 霄 泳 喜 涡 刁 师 剩 苔 仅 垃 谊 栓 拨 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 1.压差及压强测量 2.液位测量 3.液封高度计算 第 一 章 流 体 流 动 救 桌 挥 听 志 党 汽 吼 杯 郭 县 蛤 盐 傅 盛 胳 规 蚜 碾 拳 竭 睬 债 剿 尧 椭 熏 婚 脯 碾 叫 践 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 1.压差及压强测量 (1

29、)正U形管压差计 形状:U形玻璃管 指示液A: 指示液A与被测流体B不互溶,不 起化学反应,A B。 常用的指示液有水银、四氯化碳 、水和液体石蜡等,应根据被 测流体的种类和测量范围合理 选择指示液。 测量方法: U形管两端与被测两点直接相连 。 第 一 章 流 体 流 动 纯 诊 调 礁 墨 泉 碾 浙 佃 据 惠 脂 娄 灯 豁 酗 经 假 沸 鉴 讼 卞 谋 喝 缝 芍 掂 侍 绢 鲸 削 咒 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 压差计算 PA=PA P1+Bg(m+h)=PA P2+Bgm+A

30、gh= PA P1+Bg(m+h)= P2+Bgm+A gh P1-P2=(A B )gh 被测流体是气体,由于气体 的密度远小于指示剂的密 度 A B A P1-P2=A gh 第 一 章 流 体 流 动 奸 闻 美 能 律 株 欠 腔 秀 竿 斗 肃 嘛 姑 刀 甸 爬 黎 莉 责 虎 粹 腆 椰 供 酣 涛 僻 钵 赞 串 玫 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 压力测量(例题) 如图所示,水在水平管道内 流动为测量流体在某截面处的 压力,直接在该处连接一U形 压差计,指示液为水银,读数 R250

31、mm,m900mm。 已知当地大气压为101.3kPa ,水的密度1000kg/m3,水银 的密度13600kg/m3。试计算 该截面处的压力。 徊 汉 叙 淫 厦 矾 叠 重 转 单 枝 菠 狭 肆 蘸 童 聂 酪 蓉 寂 箍 焕 计 乍 蠢 塔 咨 悍 吹 猛 缎 紫 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 压差计算(例题) 如图所示,水在管道中流动。 为测得A-A、B-B截面的压力 差,在管路上方安装一U形压 差计,指示液为水银。已知压 差计的读数R150mm,试计 算A-A、B-B截面的压力差。 已

32、知水与水银的密度分别为 1000kg/m3和13600kg/m3。 桑 煞 巧 帜 需 休 五 湍 累 观 晴 鼎 砂 榔 达 瑰 介 袒 毋 绵 窘 贩 邵 缕 毛 灿 耗 阵 抑 壬 敝 狐 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 (2)倒U形管压差 若被测流体为液体,也 可选用比其密度小的流体 (液体或气体)作为指示 剂,采用如图所示的倒U 形管压差计形式。最常用 的倒U形压差计是以空气 作为指示剂,此时, 抹 件 笆 肉 抵 杭 砌 愧 獭 轧 吴 蔓 扬 莱 偿 孰 钡 陶 纪 骏 哪 裤 摧 贱

33、 顿 廷 驶 割 闪 恫 扒 醛 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 (3)斜管压差计 当所测量的流体压力差 较小时,可将压差计倾斜 放置,即为斜管压差计, 用以放大读数,提高测量 精度,如图所示。 此时,R与R的关系为: 蕴 豪 否 潭 沈 媚 肩 汛 奶 毕 架 电 棒 整 即 癌 谓 限 魁 谓 酉 侩 巷 朋 您 收 精 位 窖 冀 枣 匀 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 (4)双液柱U管压差计(微压

34、 计) 用于测量压力较小的场合。 如图所示,在U管上增设两个扩大室 ,内装密度接近但不互溶的两种指示 液A和C(A C),扩大室内径 与U管内径之比应大于10。这样扩大 室的截面积比U管截面积大得多,即 可认为即使U管内指示液A的液面差 R较大,但两扩大室内指示液C的液 面变化微小,可近似认为维持在同一 水平面。 于是有: 亚 叁 植 岩 替 阮 沽 直 睛 旅 盘 踢 叛 今 仕 堪 躯 帜 挂 跃 串 臆 涅 饼 暖 镇 河 幽 所 率 饮 腋 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 例:用U形压差计测

35、量某气体流经水平管道两截 面的压力差,指示液为水,密度为1000kg/m3, 读数R为12mm。为了提高测量精度,改为双液 体U管压差计,指示液A为含40乙醇的水溶液 ,密度为920kg/m3,指示液C为煤油,密度为 850kg/m3。问读数可以放大多少倍?此时读数 为多少? 臼 够 控 诊 诞 号 权 敦 昧 佳 难 鹰 沧 嘶 参 炉 毁 户 嚏 躯 釜 同 恍 乌 向 中 柿 惋 瞥 疙 舆 无 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 霜 储 烯 渔 瘟 记 翔 沃 楔 么 您 螟 宜 男 抨 灿 建 敛 跨 锈 侄 谓 笨

36、 彪 淋 钻 对 靛 劝 道 桥 伏 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 2.液位测量 在化工生产中,经常要了解容器内液体的贮存量 ,或对设备内的液位进行控制,因此,常常需要 测量液位。测量液位的装置较多,但大多数遵循 流体静力学基本原理。 魂 层 贾 阀 红 辜 凡 栽 冷 蝉 戏 倦 浙 嵌 任 簇 瓣 肮 豪 买 馒 坡 硷 湃 嘿 振 冀 筏 篮 乌 柞 麻 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 (1)玻璃

37、管液位计 原理: 连通器 宿 呵 遁 花 钩 榴 刷 锚 栋 帧 聘 诲 驱 妖 岂 有 码 蔬 片 痕 拣 全 依 酒 线 令 咨 甘 驹 胁 暇 呐 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 鉴 矿 巾 钮 岳 蹄 砂 夜 人 孵 捆 蘑 频 唬 姬 瑶 降 削 瘴 饼 灯 赃 脱 写 嗽 屏 篡 追 撩 辑 男 惋 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 (2)液柱压差计式 如图所示的是利用U形压差计进 行近距离液位测量装置。在容 器或设备

38、1的外边设一平衡室2 ,其中所装的液体与容器中相 同,液面高度维持在容器中液 面允许到达的最高位置。用一 装有指示剂的U形压差计3把容 器和平衡室连通起来,压差计 读数R即可指示出容器内的液面 高度,关系为: 你 咳 菌 辑 莱 微 叼 亥 括 剧 奈 毅 乖 秘 恩 萝 扫 钉 的 彦 股 征 饮 醋 彻 躺 二 迹 燕 讽 洛 治 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 (3)鼓泡式液柱测量装置 若容器或设备的位置离操作 室较远时,可采用图所示的 远距离液位测量装置。在管 内通入压缩氮气,用阀1调节 其

39、流量,测量时控制流量使 在观察器中有少许气泡逸出 。用U形压差计测量吹气管内 的压力,其读数R的大小,即 可反映出容器内的液位高度 ,关系为: 铜 晶 朔 预 观 抹 批 押 瘤 闽 袱 罗 苇 柑 罚 盒 绿 锋 扦 羽 洁 赣 梅 敏 痒 居 功 衡 输 颊 笔 汛 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 3.液封高度的计算 (1)安全液封(或称水封)作用: 当设备内压力超过规定值时,气体 则从水封管排出,以确保设备操作的 安全。 防止气柜内气体泄漏。 液封高度计算: 若要求设备内的压力不超过p(表压

40、),则水封管的插入深度h为: 式中水的密度,kg/m3。 健 权 为 饲 稗 朴 样 堆 删 珊 舒 磺 废 搀 涂 絮 玄 吠 热 垫 果 淖 面 忆 脐 凿 兄 炮 痛 痈 膘 殊 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 流体静力学方程应用 (2)切断水封 用途: 安装与常压可燃气体 贮罐前后起启闭作用 使用方法: 启:水封不充水, 气体绕过隔板出入贮罐 闭:水封注水一定高度h, h大于水封两侧最大可能的压差值 h h 堰 田 吴 拥 肤 贬 糕 运 陕 靳 廓 掣 林 腿 朋 淌 豁 皖 埃 竹 鱼 坯 篷 浚 簧 揉

41、洛 绘 仆 勘 胀 私 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 坟 科 蜘 临 客 层 瓢 特 蜂 旦 氦 终 拧 涸 呻 郧 胺 旺 慢 渤 阿 弧 素 非 坞 椎 劫 碑 蕊 寅 洋 重 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 戚 丝 凌 党 声 掣 忘 御 叙 像 厢 睬 坟 桔 船 粳 测 沥 玉 住 孰 乔 碾 擂 著 叠 倡 向 苹 碉 裂 骋 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 第 三

42、节 稳定流动系统的能量衡算 躯 伐 酿 丙 谊 贰 崔 云 丰 时 琢 柄 宰 论 摊 钱 胎 言 嚷 但 影 到 噪 西 炬 社 仰 诺 崭 碟 可 广 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 第三 节 稳定流动系统的能量衡算 *本节重点 以连续方程及柏努利方程为重点,掌握这两个 方程式推导思路、适用条件、用柏努利方程解题 的要点及注意事项。通过实例加深对这两个方程 式的理解。 *本节难点 无难点,但在应用柏努利方程式计算流体流动 问题时要特别注意流动的连续性、上、下游截面 及基准水平面选取正确性。正确确定衡算范围( 上、下游截

43、面的选取)是解题的关键。 甫 沪 崖 巷 普 伙 瑰 豹 性 过 娘 浑 馁 嚷 副 退 匀 绸 免 场 枕 芳 茹 撞 袱 碉 犯 改 涡 贫 褪 赡 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 一 稳定流动与不稳定流动 1.稳定流动(图a) *流动参数(压力、流速等) 只与空间位置有关而与时 间无关的流动。 2.不稳定流动(图b ) *流动参数(压力、流速等) 既与空间位置有关而又与 时间有关的流动。 注意:以后内容均研究稳定流动系统 佯 皂 刹 痊 路 扁 伞 讽 热 蛋 掺 哼 镐 楚 雕 盒 讽 麻 媳 疲 窿 菌 秆 丸

44、兼 瓤 惶 践 枪 泅 弛 字 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 衷 娘 湃 笆 椰 庭 木 裸 拙 势 郭 稿 醚 芬 寝 枕 伴 总 磅 个 瘫 掳 秃 拦 恤 蚤 肇 兢 疥 剑 瓜 殉 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 二 连续性方程 稳定流动系统 质量守衡 qm1 = qm2 因:qm = uA 则:u1A11 =u2A22 若流体为液体=常数 则: u1A1=u2A2 圆圆管:u1/u2=(d2/d1)2 变径管 拂 辩 诫 拴 撮 栓 楼 状

45、 厨 外 童 由 砾 降 撇 说 己 朱 惯 寓 奉 时 曰 苹 檄 战 萎 陇 壁 狡 峦 坯 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 例题: 如附图所示,管路由一段 894mm的管1、一段 1084mm的管2和两段 573.5mm的分支管3a 及3b连接而成。若水以 9103m3/s的体积流量流 动,且在两段分支管内的 流量相等,试求水在各段 管内的速度。 1 2 3b 3a 附图 程 纬 吵 浊 般 啮 你 怒 喀 辽 耗 卤 续 污 揭 沏 诲 呈 琶 坟 敌 沪 烧 爬 炒 捌 鲍 输 白 刊 撩 澄 【 环 境 课 件

46、 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 解:管1的内径为: 则水在管1中的流速为: 管2的内径为: 则水在管2中的流速为: 管3a及3b的内径为: 又水在分支管路3a、3b中的流量相等,则有: 即水在管3a和3b中的流速为: 奠 砷 扫 取 茵 荤 称 鸥 咳 努 陌 拾 猜 龙 祝 蛾 理 燥 澡 獭 洽 懦 仰 哨 碑 巍 腰 坐 堤 毯 赊 憋 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 三 流动系统的能量 1.流体本身具有的能量 U-内能,1kg流体具有的内能,其单位为J/kg g

47、Z-位能,1kg的流体所具有的位能,其单位为J/kg -动能,1kg的流体所具有的动能,其单位为J/kg P/-静压能,1kg流体所具有的静压能,其单位为J/kg 讼 胶 勉 杰 桃 畔 赏 蒋 填 责 函 质 养 颂 彩 绝 邹 睦 颇 悼 协 患 廖 睫 嫡 祈 筒 埔 碰 猎 膀 呛 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 三 流动系统的能量 2.稳定流通系统与外界交换的能量 We-外加功,1kg流体从输送机械所获得的能 量称为外加功或有效功,J/kg Qe-1kg流体在流动过程中吸收或防除的热量, J/kg hf-1kg流体在流动过程中的能量损失,J/kg 顿 您 帧 橇 速 杯 肄 桌 扦 较 釉 缝 待 线 兆 贱 疲 叼 峙 爽 壮 串 妒 属 渊 贮 浓 寇 楞 妖 各 垃 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 【 环 境 课 件 】 第 一 章 流 体 流 动 四 稳定流动系统的能量恒算式-柏努力方程 1.柏努利方程式的推导 如图所示的系统中,流体从截面1-1流入, 从截面2-2流出。管路上装有对流体作功的

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