ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетический баланс потока (уравнение Бернулли) из "Процессы и аппараты химической технологии" Жидкость, независимо от того, находится ли она в состоянии покоя или движения, обладает некоторым запасом энергии, равным сумме внутренней, потенциальной и кинетической. энергий. [c.134] Внутренняя энергия представляет собой энергию молекул жидкости, всегда совершающих поступательные и вращательные движения и потому обладающих кинетической энергией этих движений. Скорость и, следовательно, энергия Движения молекул увеличиваются с повышением температуры. К внутренней энергии относятся также потенциальная энергия молекул, зависящая от сил притяжения между ними, и энергия внутримолекулярных колебаний, которая определяется колебательным движением атомов, входящих в состав молекулы. Внутренняя энергия обозначается через С/ и выражается в джоулях (дж). [c.134] Потенциальная энергия жидкости состоит из потенциальной энергии давления и потенциальной энергии положения. [c.135] Это уравнение, выражающее энергетический баланс движущейся идеальной жидкости, называется уравнением Бернулли . [c.137] В уравнении (6-28) член г, выражающий потенциальную энергию положения жидкости, имеет размерность длины и называется геометрическим напором. [c.137] Энергия давления может быть измерена при помощи вертикальной пьезометрической трубки. Под действием давления жидкость поднимается в трубке на высоту которая называется пьезометрическим, или статическим напором. [c.137] Скоростной напор равен высоте, на которую может подняться струя жидкости, вутекающей вертикально вверх с начальной скоростью ш. [c.138] Таким образом, согласно уравнению Бернулли, при движении идеальной жидкости сумма геометрического, пьезометрического и скоростного напоров во всех сечениях потока является постоянной величиной. [c.138] Член Лп, как и другие члены уравнения (6.30), имеет размерность длины и называется потерянным напором. [c.138] Таким образом, согласно уравнению Бернулли, при установившемся движении реальной жидкости сумма геометрического, пьезометрического, скоростного и потерянного напоров в каждой точке любого сечения потока является постоянной величиной. [c.138] Если в рассматриваемых сечениях поместить открытые изогнутые стеклянные трубки, один конец которых направлен по оси потока, то высота подъема жидкости в трубках будет соответствовать сумме пьезометрического и скоростного напоров. Для реальной жидкости отрезок (см..рис. 6-7,6) будет характеризовать величину потерянного напора при ее движении от сечения /—/ до сечение II—II. [c.139] Сумма геометрического, пьезометрического и скоростного напоров называется гидродинамическим напором. Если соединить уровни жидкости в стеклянных трубках, получим нисходящую линию А—А (см. рис. 6-7, 6), которая называется линией гидродинамического напора, или линией падения напора. [c.139] Уравнение Бернулли является выражением одного из важнейших законов гидравлики, так как решение ее основных задач связано с определением расхода энергии и вычислением работы или мощности. Пользуясь уравнением Бернулли, определяют скорость и расход жидкости, т. е. пропускную способность аппаратов и трубопроводов. При помощи этого уравнения рассчитывают также время истечения жидкости и ее полный напор. [c.139] В общем случае реальная жидкость движется по трубопроводу (рис. 6-8), на котором расположены насос (или компрессор) I, потребляющий работу Ь, и источник тепла (теплообменник 2), при помощи которого к жидкости подводится тепло С. При этом возможно возрастание энергии потока между сечениями трубопровода /—/ и //-//. [c.139] Согласно уравнению (6-34), работа, сообщаемая движущейся жидкости, включая работу, эквивалентную количеству подведенного тепла, расходуется на повышение энтальпии жидкости, на ее подъем (преодоление силы тяжести) и на повышение кинетической энергии жидкости. [c.140] Обобщенное уравнение (6-34) может быть упрощено применительно к различным частным случаям, рассмотренным ниже. [c.140] Повышение внутренней энергии складывается из подводимого тепла и тепла, в которое превращается работа, затрачиваемая на преодоление сопротивлений Лп, т, е. П2 — 1 = 9 -1- кп. [c.140] Таким образом, удельная работа I, потребляемая насосом, расходуется на подъем 1 кг жидкости на высоту — гь на повышение давления от Р1 до р2, на увеличение кинетической энергии жидкости и на преодоление сопротивлений по пути движения жидкости. [c.140] Решение. Принимаем за плоскость сравнения горизонтальную плоскость, проходящую через ось О—О магистрального трубопровода. [c.141] Расход воды на аппарат II-. [c.142] Вернуться к основной статье