ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетический баланс потока (уравнение Бернулли) из "Процессы и аппараты химической технологии Издание 3" 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 двилсений. Скорость н, 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 О и выражается в джоулях дж). [c.134] Потенциальная энергия жидкости состоит из потенциальной энергии давления и потенциальной энергии положения. [c.135] Заменяя Р через р8 и учитывая, что 5/г = V, получим, что потенциальная энергия давления равна рУ, т. е. произведению давления на объем жидкости V. [c.135] Сумма внутренней и потенциальной энергий давления называется энтальпией (теплосодержанием) и обозначается через Г. [c.135] Это уравнение, выражающее энергетический баланс движущейся идеальной жидкости, называется уравнением Бернулли . [c.137] В уравнении (6-28) член 2, выражающий потенциальную энергию положения жидкости, имеет размерность длины и называется геометрическим напором. [c.137] Скоростной напор равен высоте, на которую может подняться струя жидкости вытекающей 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 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 /—I до сечения 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] Из рис. 6-7, б видно, что гидродинамический напор реальной жидкости уменьшается в направлении ее движения на величину напора, потерянного между начальным и конечным сечениями потока. [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 рас.ход 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) 1, потребляющий работу , и источник тепла (теплообменник 2), при помощи которого к жидкости подводится тепло 0. При этом возможно возрастание энергии потока между сечениями трубопровода I—/ и II—II. [c.139] Я --подведенное тепло, отнесенное к 1 кг жидкости. [c.140] 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 Ап, т. е. Ы2 — 1 = 9 -f Лп. [c.140] Вернуться к основной статье