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一、举例:己知管道压缩空气压强为6个大气压,管口直径为20MM,如何算出流量?
/ L3 L) `* ], a. P( E: N0 e) [解:解这个题目有个假设,(1)流动阻力损失不计,(2)即压缩空气流至管口时,压力能全部转换为动能,即:
( A) r& \- r, F1 j$ @* r(v×v)ρ/2=P即:P=0.5ρV2 9 d9 w' u1 F0 P: f7 c
ρ---大气密度 1.29kg/m3
6 i0 @8 a: T8 W6 [V2---速度平方 * x, t& K( w8 E: a& F
P--静压(作用于物体表面) ' q* F6 {8 y4 B$ }5 @
P=6个大气压=0.6MPa=600000Pa(按工程大气压,1个工程大气压=0.1MPa),ρ大气的密度,按ρ≈1.29千克/立方米,代入上式得:
! N' |9 p( ]; UV2=(600000*0.1kg/㎡*2)/(1.29kg/m3) 5 I( B! S, Y6 ] \5 e: D
由于压强P的单位pa=N/㎡=0.1kg/㎡; {* _9 X+ e) a/ i
V2=93023
4 \2 @. q# }7 |# a2 S; w, [9 ?v=305米/秒 8 m% z' u0 p+ a9 P L
, M" ^3 q1 D( V, m! x, M因是压缩空气管道,工作压力P=0.6MPa,则管子可选用低压流体输送用焊接钢管,DN20的钢管外径为D=26.9mm,钢管壁厚S=2.8mm,得钢管内径为d=21.3mm; 8 r/ A9 K8 A' [; I
根据流量公式L=Av(截面积*速度)=(π/4)×0.0213×0.0213×305m/s=0.1086立方米/秒=6.5立方米/分。
2 I4 d9 \ z# N/ e/ D8 ~合情合理,与实际情况结合!+ C2 V; [* L! }* P3 i
对于带压力的流量类数值计算需要注意将空气密度ρ*压力值,如:
" q: N7 r1 f* z% z" K B7bar≈7*1.0133bar
- m+ H2 s, W3 B. u压缩空气密度为:
, }8 d5 q4 f) m& H! C) F7*1.29kg/m3=9.03kg/m34 \8 d7 M: n& M9 p$ G
二、同样的,关于流量存在其他公式:
: e3 s6 A, D6 I% {: g P1V1/T1=P2V2/T2
- y4 U: c8 \% p7 K4 b, ^) v, Q波义耳定律(等温定律):当温度一定时,压力和体积成反比: y M7 s% H6 V+ \
P1V1=P2V2
8 |) N, Q; B: j) [9 V8 v查理定律(等容定律):体积一定时,气压跟温度成正比:
# J5 s0 R; P% O- l P1T1=P2T2
% S7 o4 @* @% S, R1 [0 W4 R盖吕萨克定律(等压定律):压力一定时,体积跟温度成正比/ u: K Z- _4 S. B9 P* j& i0 V
V1/T1=V2/T22 a! B* T$ y R0 g; {6 P M
于是当得知其中两项,求另一项就很简单了。
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