《能源动力装置基础》PPT课件.ppt
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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,qm=∫ρcdA=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=qv2/(π*d2*b)=6.25m/s,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=0.07854m3/s,,,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+∫pdv,=cv(T2-T1)+∫pdv,稳定流动时，系统的输入能量=输出能量,闭口系统,开口系统：,qW+u1+p1v1+gz1+0.5c12=u2+p2v2+gz2+0.5c22,qW=h2-h1+g(z2-z1)+0.5(c22-c12),在q=0，并且忽略气体位能的变化后有,讨论,W=h2-h1+0.5(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∫vdp+动能0.5Δc2+势能gΔz,W=∫12vdp+0.5（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)+0.5（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+0.5（c22-c12）+g（z2-z1）+ΣδWhyd回答了流体能量的分布情况；,W=(p2-p1)/ρ+0.5（c22-c12）+g（z2-z1）+ΣδW,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+0.5（c22-c12）+g（z2-z1）+ΣδWhyd,压力项∫12vdp=(p2-p1)/ρ=(1-1.2)105/1000,速度项c2=3.125m/s,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+0.5(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已知压比为2.5，进口温度为27℃，计算氢气、空气、氟利昂-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)=2.8，计算空气的多变压缩功Wpol，y和等温压缩功WT，y。,解：计算结果列于下表,注：1、等熵压缩功氢气Ws，y>空气Ws，y>氟利昂-12Ws，y,2、空气Wpol，y>Ws，y>等温压缩功WT，y(见图),Wpol，p1
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