流体连续性原理体现流体流动能量守恒

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流体压力势能与流体能量守恒及其应用

标签:文库时间:2025-02-13
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论流体压力势能与流体能量守恒及其应用

陈建仁①, 陈妍②

①江苏省兴化市地方海事处,兴化225700; ②南京审计学院, 南京210000 *E-mail: jsxhcjr@qq.com

收稿日期: ; 接受日期:

摘要本文从处于重力场中的物体具有重力势能,引出了处于流体压力场中的物体具有压力势能,推导出压力势能的计算公式。指出了压力势能是一种机械能,一定条件下可以与重力势能、动能、内能相互转化,应当遵守能量守恒定律,推导出了单位质量流体能量守恒公式。并利用该公式计算空气的定压比热容,计算大气绝热递减率,计算结果与实际相符,验证了流体能量守恒公式的正确性。

关键词 流体 压力势能 能量守恒 大气绝热递减率

我们大家都知道,处于重力场中的物体具有重力势能,物体处于被压缩弹簧的自由端具有弹性势能,这是因为重力、弹力可以将物体克服重力、弹力所做的功等值释放出来。

本人研究发现,流体的压力也具有同样的性质,处于流体压力场中的物体具有压力势能。

本文结构安排如下: 第1节用一个简单例子说明了处于流体压力场中的物体具有压力势能并推导出了压力势能的计算公式,分析了压力势能与动能、重力势能、内能之相互转化; 第2节根据能量守恒定律指

高考物理动能定理和能量守恒专题

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弄死我咯,搞了一个多钟

专题四 动能定理与能量守恒(注意大点的字)

一、大纲解读 内 容 功、功率 动能,做功与动能改变的关系 重力势能.做功与重力势能改变的关系 弹性势能 机械能守恒定律 能量守恒定律 要求 Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ II 本专题涉及的考点有:功和功率、动能和动能定理、重力做功和重力势能、弹性势能、机械能守恒定律,都是历年高考的必考内容,考查的知识点覆盖面全,频率高,题型全。动能定理、机械能守恒定律是力学中的重点和难点,用能量观点解题是解决动力学问题的三大途径之一。《大纲》对本部分考点要求为Ⅱ类有五个, 功能关系一直都是高考的“重中之重”,是高考的热点和难点,涉及这部分内容的考题不但题型全、分值重,而且还常有高考压轴题。考题的内容经常与牛顿运动定律、曲线运动、动量守恒定律、电磁学等方面知识综合,物理过程复杂,综合分析的能力要求较高,这部分知识能密切联系生活实际、联系现代科学技术,因此,每年高考的压轴题,高难度的综合题经常涉及本专题知识。它的特点:一般过程复杂、难度大、能力要求高。还常考查考生将物理问题经过分析、推理转化为数学问题,然后运用数学知识解决物理问题的能力。所以复习时要重视对基本概念、规律的理解掌握,加强建立物理模型

化工原理(流体流动1) 保留

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绪论化工原理课程是化工、制药、生物、环境、 过程控制与装备的一门主干课程,是综合运用 数学、物理、化学、计算技术等基础知识,分 析和解决化工类型生产过程中各种物理操作问 题的技术基础课。 学习绪论,掌握五个方面的内容。

一、化工生产过程与单元操作 二、化工原理课程的研究方法 三、化工原理课程学习的要求 四、化工原理课程的五个重要基本概念 五、化工常用量和单位

一、化工生产过程与单元操作化工生产过程: 用化工的手段将原料加工成产品的生产过程,称为化工生产过程。 化 工产品成千上万,每种产品均有它自己特定的生产过程。由于原料、 产品的多样性及生产过程的复杂性,形成了数以万计的化工生产工艺。

例如:乙炔法制取聚氯乙烯的生产是以乙炔和氯化氢为原料进行加成 反应以制取氯乙烯单体,然后单体在0.8MPa、55℃左右进行聚合反应 获得聚氯乙烯。聚氯乙烯的工艺流程图见图1。

HCL 单 体 合 成加 入 成 分 ( (含有少量杂质 ( 水

碱液

全凝器 氯乙烯(CH2=CHCL)

H2O C2H2(g)含有少量杂质 反应釜 水 液体 压缩冷凝水洗

碱洗(除未反应的 HCL) 精馏塔

杂质

产品

(聚氯乙烯)

高压聚合

聚氯乙烯化工生产过程流程示意图干燥

(聚氯乙烯)

(1)化工生产过程的

化工原理(流体流动1) 保留

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绪论化工原理课程是化工、制药、生物、环境、 过程控制与装备的一门主干课程,是综合运用 数学、物理、化学、计算技术等基础知识,分 析和解决化工类型生产过程中各种物理操作问 题的技术基础课。 学习绪论,掌握五个方面的内容。

一、化工生产过程与单元操作 二、化工原理课程的研究方法 三、化工原理课程学习的要求 四、化工原理课程的五个重要基本概念 五、化工常用量和单位

一、化工生产过程与单元操作化工生产过程: 用化工的手段将原料加工成产品的生产过程,称为化工生产过程。 化 工产品成千上万,每种产品均有它自己特定的生产过程。由于原料、 产品的多样性及生产过程的复杂性,形成了数以万计的化工生产工艺。

例如:乙炔法制取聚氯乙烯的生产是以乙炔和氯化氢为原料进行加成 反应以制取氯乙烯单体,然后单体在0.8MPa、55℃左右进行聚合反应 获得聚氯乙烯。聚氯乙烯的工艺流程图见图1。

HCL 单 体 合 成加 入 成 分 ( (含有少量杂质 ( 水

碱液

全凝器 氯乙烯(CH2=CHCL)

H2O C2H2(g)含有少量杂质 反应釜 水 液体 压缩冷凝水洗

碱洗(除未反应的 HCL) 精馏塔

杂质

产品

(聚氯乙烯)

高压聚合

聚氯乙烯化工生产过程流程示意图干燥

(聚氯乙烯)

(1)化工生产过程的

化工原理练习题-流体流动

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流体流动 一、填空题:

1.牛顿粘性定律用内摩擦力的表达式为_____________. 用剪应力的表达式为____________. 答案:F=μAdu/dy; τ=μdu/dy

2.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为50mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg, 真空度为_______mmHg. 答案: 800; -50

3.计算流体局部阻力损失的方法有:_______________,_________________,其相应的阻力损失计算公式为_______________,____________________。答案:当量长度法; 阻力系数法;

22

hf =λ(le/d)(u/2g); hf =ζ(u/2g) ;

4.理想流体是指________________________________;而实际流体是指___________________________。 答案:没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩;具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗

能量。

5.牛顿粘性定律表达式为__________

流体流动01

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流体流动

一、 填空:

1、连续性介质假定是指__________________________。 2、液封是指_________________________。

3、流体阻力产生的根源是__________________________。粘性是指__________________________。 4、在连续稳定流动过程中,流速与管径的( )成正比。均匀圆管内流体的流速不因流阻的存在而( )。 5、无因次数群是( )的数组。 6、滞流与湍流的根本区别是( )。

7、一定量的流体在圆形直管内流过,若流动处于阻力平方区,则流动阻力与速度的( )成正比。 8、圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈( )形状。其平均速度是中心最大速度的( )。摩擦阻力系数与雷诺数的关系是(

化工原理流体流动复习题

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pB pA z1 B A z2 pa ? ? C R 2 H 2? 例1-1 静力学方程应用

如图所示,三个容器A、B、C内均装有水,容器C敞口。密闭容器A、B间的液面高度差为z1=1m,容器B、C间的液面高度差为z2=2m,两U形管下部液体均为水银,其密度?0=13600kg/m3,高度差分别为R=0.2m,H=0.1m,试求容器A、B上方压力表读数pA、pB的大小。 解 如图所示,选取面1-1?、2-2?,显然面1-1?、

?,p2?p2?。 2-2?均为等压面,即p1?p1

再根据静力学原理,得:

1 1? pB??g?z2?H??pa??0gH

?0 于是 pB?pa??0gH??g?z2?H?

习题动量守恒和能量守恒答案

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第三章 动量守恒定律和能量守恒定律

一、选择题

1、A、B两木块质量分别为mA和mB,且mB=2mA,其速度分别-2v和v,则两木块运动动能之比EKA/EKB为[ B ]

(A) 1:1 (B) 2:1 (C) 1:2 (D) -1:2

2、考虑下列四个实例,你认为哪一个实例中物体和地球构成的系统的机械能不守恒? [ A ] (A) 物体在拉力作用下沿光滑斜面匀速上升 (B) 物体作圆锥摆运动

(C) 抛出的铁饼作斜抛运动(不计空气阻力) (D) 物体在光滑斜面上自由滑下

二、填空题

1、质量为0.02kg的子弹,以200m/s的速率打入一固定的墙壁内,

?设子弹所受阻力F与其进入墙壁的深度x的关系如图7所示,则该子

?弹能进入墙壁的深度为 ;此过程中F所做的功为 。

答案: 0.21 cm;400J

2、一质量为m的物体静止在倾斜角为?的斜面下端,后沿斜面向上缓慢地被拉动了l 的距离,则合外力所作功为__________。 答案: mg l sin

化工原理习题详解 1.流体流动

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1 流体流动

1.1 教学基本要求

本章应掌握的内容:

(1)流体及相应的基本概念;

(2)流体静力学的基本原理及应用; (3)流体动力学的基本原理及应用;

(4)流体流动阻力的相关概念、基本原理及应用; (5)流体流量的测量原理及设备。

(6)液体输送机械的结构特点、工作原理、性能参数、操作、选型及典型设备间的区别,重点掌握离心泵及往复泵;

(7)典型气体输送机械的结构特点、工作原理和操作性能。

1.2 重点内容概要

1.2.1流体及其主要物理性质 1.2.1.1 连续介质假定

气体和液体具有易变形的特征,表现出流动性。气体和液体统称为流体。 液体可视为不可压缩性流体;气体可视为可压缩性流体。

在流体流动的研究中,常将流体视为由无数流体微团(或流体质点)组成的连续介质。这些质点一个紧挨着一个,质点间无空隙,即可认为流体充满其占据的空间,从而可以摆脱复杂的分子运动,从宏观的角度来研究流体在外力作用下的机械运动规律。

1.2.1.2 流体的物理性质 (1)流体的密度

m①定义: ?? kg/m3 (1-1)

V②影响因素: ρ= f (T,P)

对液体:密度随压力变化

化工原理 流体流动3--管路计算

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1.7 管路计算1.7.1 概述一、管路计算内容和基本关系式

管路计算的目的是确定流量、管径和能量之间的关系。管路计算包括两种类型,即: 设计型计算 是给定输送任务,设计经济合理的输 送管路系统,其核心是管径。该类计算为定解问题,

存在参数优化选择。 操作型计算 是对一定的管路系统求流量或对规定的输送流量计算所需能量。

管路计算基本关系式:连续性方程,柏努力方程(包 括静力学方程)及能量损失计算式(含λ的确定) 由于某些变量间较复杂的非线性关系,除能量计算外, 一般需试差计算或迭代方法求解

二、管路分类1.按管路布局可分为简单管路与复杂管路(包括并 联管路和分支管路)的计算 2.按计算目的有三种命题: ①已知管径、管长、管件和阀门的设置及流体的输 送量,求流体通过管路系统的能量损失,以便进一 步确定输送设备所加入的外功、设备内的压强或设 备间的相对位置等。这一类计算比较容易。

②已知管径、管长、管件和阀门的设置及允许的能量 损失,求流体的流速或流量。 ③已知管长、管件或阀门的当量长度、流体的流量及

允许的能量损失,求管径。后两种情况都存在着共同性问题,即流速u或管径d 为未知,因此不能计算Re值,则无法判断流体的流型, 所以亦不能确定摩擦系数λ。 在这种