《總體平衡法》PPT課件

1、冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體平衡法冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡2.1 2.1 總體質(zhì)量平衡方程總體質(zhì)量平衡方程2.2 2.2 總體動量平衡方程總體動量平衡方程2.3 2.3 總體能量平衡方程總體能量平衡方程冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡傳送景象傳送景象物理學(xué)的幾個物理學(xué)的幾個根本規(guī)律出發(fā)根本規(guī)律出發(fā)質(zhì)量守恒定律牛頓第二定律熱力學(xué)第一定律控制方程控制方程q微分方程組微分方程組q總體平衡方程總體平衡方程 體系微分方程積分 直接根據(jù)守恒定律進展空間區(qū)域衡算方法簡單，物理含義明確，具備普

2、通處置問題的思想，給出有實踐運用價值的根本方程冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡所研討的有限區(qū)域控制體控制面質(zhì)量通量：單位時間經(jīng)過與流速垂直的單位面積的質(zhì)量流量，vcosvdAdM dAnvdMdAnvMA單位時間經(jīng)過整個控制面的質(zhì)量流量單位時間控制體內(nèi)質(zhì)量的變化量質(zhì)量守恒定律：凈流出VdVVdVdAnvAVdV0VAdVdAnv2.1 總體質(zhì)量平衡冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡0VAVdAnv穩(wěn)態(tài)解：0dAnvA例：流體穩(wěn)定流過圖示管道，知入口平均流速例：流體穩(wěn)定流過圖示管道，知入口平均流速 ，入口面積，入口面積 ，入口流體

3、密，入口流體密度度 ，出口面積，出口面積 ，出口流體密度，出口流體密度 ，求出口平均流速，求出口平均流速 ？2v1A2A121v0321321dAnvdAnvdAnvAAA固體壁面處速度為0，恒等于02v1A2A121vnn0222111AvAv122112vAAv2.1 總體質(zhì)量平衡冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡動量通量：單位時間經(jīng)過與流速垂直的單位面積的流體所傳輸?shù)膭恿繂挝粫r間經(jīng)過整個控制面的動量流量單位時間控制體的動量增量牛頓第二定律：牛頓第二定律：體系動量的變化等于合外力的沖量dAnvdAnvvdAnvvAVdVvVdVviVAFdVvdAnvv合外

4、力的動量沖量體系總動量積累體系動量輸出2.2 總體動量平衡vv冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡iVAFdVvdAnvvxVxAxFdVvdAnvvyVyAyFdVvdAnvvzVzAzFdVvdAnvv解：例：當(dāng)流體在一個收縮彎曲管內(nèi)做穩(wěn)定流例：當(dāng)流體在一個收縮彎曲管內(nèi)做穩(wěn)定流動時，求它對彎管所產(chǎn)生的作用力？動時，求它對彎管所產(chǎn)生的作用力？xyxxBApApFcos2211WBApFyysin2211112222cosAvvAvvdAnvvAx2222sinAvvdAnvvAy0VyVxdVvdVvyyxxBRBR2.2 總體動量平衡冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量

5、、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡熱力學(xué)第一定律：外界給體系所做的功與傳給體系的熱量的總和等于體系能量的變化流體單位質(zhì)量的能量：單位時間經(jīng)過控制面dA的能量：單位時間從控制面凈流出的總能量：單位時間控制體內(nèi)的能量增量:單位時間外界傳給控制體的熱量：單位時間外界給體系的功：熱力學(xué)第一定律：gzvUE22dAnvdAnvEdAnvEAVdVEVdVEqdAnvpWdAnvpWWAsAsWqdVEdAnvEVA無粘流體2.3 總體能量平衡冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡gzvUE22dAnvpWWAsWqdVEdAnvEVA+sAVWqdAnvpgzvUdVE22pUH引入:sAVWqdAnvgzvHdVE222.3 總體能量平衡冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡pUHsAVWqdAnvgzvHdVE22單位質(zhì)量的一維穩(wěn)態(tài)流動sWqzzgvvHH122122122速度校正系數(shù)，2或1對于不可緊縮流體02112122122ppzzgvv無摩擦功、無軸功、流速均勻0212122122sWhppzzgvv失2.3 總體能量平衡冶金傳輸原理 2.總體質(zhì)量、動量與能量平衡總體質(zhì)量、動量與能量平衡解：例：水以恒定的質(zhì)量流量經(jīng)過直徑均勻的管子，求摩擦功？0212122122sWhppzzgvv失21/9