能源动力装置基础1-2.ppt

六、连续性方程
▲质量守恒
▲方程式
▲讨论:
——三大守恒之一
qm=ρA●c=const
条件?
1、速度与面积相互垂直、矢量点乘
2、不可压时
与外界无质量交换
3、按截面速度不均匀计算时
q m=∫ρc dA=const
qv=qm/ρ=A●c=const
P19例题1-1:
▲应用:求速度、面积(几何尺寸)、流量
已知水流在直径d1=100mm的管中速度 C1=10m/s,
求出口为直径d2=400mm的圆柱面上(圆环与园盘面组成通道)的流量和速度c2 ?
解:进口为圆面积、出口是圆柱面积。
出口速度c2= qv 2 /(π*d2*b)=
离心叶轮出口的面积如何表示?
与其垂直的是什么速度?
qv2=qv1 =c1*π*d12/4=
七、能量方程式
能量守恒:
系统内能量变化=输入能量-输出能量
q=Δu + W
=Δu + ∫p dv
=cv(T2-T1)+∫p dv
稳定流动时,系统的输入能量=输出能量
闭口系统
开口系统:
q±W +u1+p1v1+gz1+ = u2+p2v2+gz2+
q±W = h2-h1+g(z2-z1)+(c22-c12)
在q=0,并且忽略气体位能的变化后有
讨论
±W = h2-h1+(c22- c12)= h2* - h1*
1、热力学第一定律是能量守恒与转换定律的一种形式;
4、没有回答能量损失了多少?能量如何分布?
2、运动部件,如叶轮、活塞连杆等,与外界交换机械能;
包括交换功部件的任意两截面间,W不等于0
3、静止部件,如管道、静叶等,与外界没有能量交换
h*=const 或 h1* =h2* ;
粘性引起的能量损失隐含在焓差或温差项
应用:用滞止焓降表示流体的总能量
理想气体常常用于求温度,h=cpT
T*=const 或 T1* =T2*
八、伯努利方程式
▲机械能守恒
▲讨论
——能量守恒的另一形式
包括与外界交换的机械能W和流体本身的机械能的变化: 压力能∫v dp++势能gΔz
W=∫12vdp+(c22-c12)+g(z2-z1)+ΣδW
1、使用条件是符合稳定流动、缓变流截面;
可压缩流体应与外界无热传递;
2、技术功-∫12vdp在膨胀机械中称为膨胀功;
而压缩机械中该功∫12vdp又简称为压缩功;
3、对于工质为水的不可压流体,常常引入总水头(水轮机)
或扬程(泵装置)H=W/g后,该式表示为:
±H=(p2-p1)/(ρg)+ (c22-c12)/g +(z2-z1)+ΣδH
气体不可压缩时?
动量守恒在第二章讨论
4、损失ΣδW是各种机械能的损失,与W的表示有关;例
Wth=∫12vdp+(c22-c12)+g(z2-z1)+ΣδWhyd
回答了流体能量的分布情况;
±W=(p2-p1)/ρ+ (c22-c12)+g(z2-z1)+ΣδW
10m
2m
2m/s

课内题: 例1-2中水面上涨1m,管道进出口直径相等;流量和流动损失δWhyd与例1-2的相同,求水泵的理论功率?
例1-2:p21 解:
由Wth=∫12vdp+(c22-c12)+g(z2-z1)+ΣδWhyd
压力项∫12vdp=(p2-p1)/ρ=(1-)105/1000
速度项 c2=, c1=2m/s
第六节实际过程中常见的能量转换
流体能量与外界机械功的转换;而热量交换;化学能与热能的转换。在这些能量转换中,工质的参数发生了相应的变化。或者说通过工质参数的变化来表示能量转换的值。
由于密度ρ是常数,流体与外界交换的能量W仅仅与流体的机械能变化值(压能差Δp/ρ、动能差、势能差)有关,由伯努利方程:
±Wth=Δp/ρ+(c22-c12)+g(z2-z1)+δWhyd
一、流体机械内的能量转换
1、等容过程——机械功的转换(不可压流体)
一般温度T、密度ρ不变化
压缩过程——功转换热焓,压缩机、工作机
膨胀过程——热焓转换功,膨胀机、原动机
Wp = -∫21vdp =∫12vdp
Wy=∫21vdp
等熵功
=(hgy-hdy)s
=cp( Tgy-Tdy )s
2、压缩过程和膨胀过程——功热转换(可压流体)
1进口
2出口
(与过程有关)
等温压缩功WT,y=RT1ln(p2/p1)
例1-3 ,进口温度为27℃,计算氢气、空气、***利昂-12三种不同R的气体的等熵压缩功Ws,y。若空气多变指数n/(n-1)=2