基础化学实验教学示范《化工原理实验》课程教学课件（上册，讲稿）第一章 流体流动 1.3 流体流动的基本方程

第一章流量与流速流体流动稳态流动与非稳态流动=v连续性方程式四、柏努力方程式第三节五、柏努力方程式的应用流体流动的基本方程下页助滋画2025/11/11

2025/11/11 第一章 流体流动 一、流量与流速 二、稳态流动与非稳态流动 三、连续性方程式 四、柏努力方程式 五、柏努力方程式的应用 第三节 流体流动的基本 方程

一、流量与流速楼1.流量：单位时间内流过管截面的流体质量或体积。-质量流量W、(kg/s)世体积流量 V、(m3/s)2.平均流速：单位时间内流过单位截面积的流体体积简称流速，用u表示，单位m/s。u=V/A上页下返页回2025/11/11一

2025/11/11 一、流量与流速 1.流量：单位时间内流过管截面的流体质量或体积。 质量流量 Ws (kg/s) 体积流量 Vs (m3 /s) 2.平均流速：单位时间内流过单位截面积的流体体积。 简称流速，用u表示，单位m/s。 u = Vs / A

流量与流速的关系为：V=uAW,=uAp质量流速：单位时间内流体流过管道单位面积1的质量流量用G表示，单位为kg/（m2.s）。数学表达式为：福一WV.pG== upAAVS元u=A=对于圆形管道，元q244页下返上页回2025/11/11

2025/11/11 流量与流速的关系为：Vs  uA Ws  uA 质量流速：单位时间内流体流过管道单位面积 的质量流量用G表示，单位为kg/(m2 .s)。 数学表达式为： A W G s  对于圆形管道， 2 4 A d   2 4 d V u S   A Vs   u

4Vd=Tu管道直径的计算式生产实际中，管道直径应如何确定？工程上，液体流速一般为0.5～3m/s气体流速一般为10～30m/s返上页下页回2025/11/11

2025/11/11 工程上，液体流速一般为 0.5 ～ 3m/s 气体流速一般为 10 ～ 30m/s u V d S  4  ——管道直径的计算式 生产实际中，管道直径应如何确定？

二、稳态流动与非稳态流动流动系统中流体的流速、压强、定态流动：修院密度等有关物理量仅随位置而改流动系统变，而不随时间而改变。非定态流动：上述物理量不仅随位置而且随时间变化的流动。页返上下页回2025/11/11

2025/11/11 二、稳态流动与非稳态流动 定态流动： 流动系统中流体的流速、压强、 密度等有关物理量仅随位置而改 变，而不随时间而改变。 非定态流动： 流 动 系 统 上述物理量不仅随位置而且随时 间 变化的流动

Ouu = u(x,y,z)0.atop=p=p(x,,z)0Otap一= o, p =p(x,,z)at上页下页返回2025/11/11

2025/11/11       x y z t p p x y z t p u u x y z t u 0 , , , 0 , , , 0 , , ,               

定态流动示意图进水管贮槽排水管溢流管返上页下页回2025/11/11

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非定态流动示意图返上页下页回2025/11/11

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三、连续性方程式在稳定流动系统中，对直径不同的管段做物料衡算L21-11Wsa-W2医院1'2间的管与截面2-2”衡算范围：取管内壁截面1-1段。衡算基准：1sWsi = Ws2对干连续稳定系统：上页返下页回

2025/11/11 三、连续性方程式 在稳定流动系统中，对直径不同的管段做物料衡算 衡算范围：取管内壁截面1-1’与截面2-2’间的管 段。 衡算基准：1s 对于连续稳定系统： WS1 WS 2

W,=uApu,Ap, = u,A,P,如果把这一关系推广到管路系统的任一截面，有：1Ws = u,AP = u,AP, = ... = uAp= 常数院福中若流体为不可压缩流体WsS = A = uz Az = ..= uA= 常数Sp一一维稳定流动的连续性方程上页下页返回2025/11/11

2025/11/11 Ws  uA 1 11 2A2 2 u A  u 如果把这一关系推广到管路系统的任一截面，有： WS  u1A11  u2A22  uA  常数 若流体为不可压缩流体   u A  u A   uA  常数 W V S S 1 1 2 2   —— 一维稳定流动的连续性方程