氣體流量和流速及與壓力的關(guān)系

1、 質(zhì)量流量： 以 質(zhì)量/時間 表示的流量。如：kg/h 質(zhì)量流量（M ）=介質(zhì)密度（p） x體積流量（Q） =介質(zhì)密度（p） x平均流速（v） x管道截面積（A） 重量流量： 以 力/時間 表示的流量。如 kgf/h 重量流量（G）=介質(zhì)重度（Y X體積流量（Q） | =介質(zhì)密度（p） x重力加速度（g） x體積流量（Q） =重力加速度（g） x質(zhì)量流量（M） 氣體流量不壓力的關(guān)系 氣體流量和壓力是沒有關(guān)系的。 所謂壓力實際應(yīng)該是節(jié)流裝置戒者流量測量元件得出的差壓，而丌是流體介質(zhì)對于管道的 靜壓。這點一定要弄清楚。 舉個最簡單的反例： 一根管道，徹底堵塞了，流量是 0，那 么壓力能是 0嗎？好

2、的，那么我們將這個堵塞部位 開1個小孔，產(chǎn)生很小的流量，（孔 很小?。?，流量丌是 0了。然后我們加大入口壓力 使得管道壓力保持原有量，此刻就矛盾 了，壓力還是那么多，但是流量已經(jīng)丌是 0了。因此，氣體流量和壓力是沒有關(guān)系的。 流體（包括氣體和液體）的流量不壓力的關(guān)系可以用 流體力學(xué)里的-伯努利方程- 來表達：p+ p gz+（1/2）* p vA2=C式中p、p、v分別為流體的壓強、密度和速 度.z為垂直方向高度;g為重力加速度,C是丌變的常數(shù)。 對于氣體，可忽略重力，方程簡化為:p+（1/2）* p v A2=C 那么對于你的問題，同一個管道水和水銀，要求重量相同，那么水的重量是G仁Q1 *

3、v1,Q1 是水流量,v1 是水速.所以 G1=G2 -Q1*v仁Q2*v2-v1/v2=Q2/Q1 p1+（1 /2） * p 1*v1 A2=C p2+（1/2）* p 2*v2 A2=C -（C-p1）/（C-p2）= p 1*v1/ p 2*v2 - (C-p1)/(C-p2)= p 1*v1/ p 2*v2=Q2/Q1 -(C-p1)/(C-p2)=Q2/Q1 因此對于你的 問題要求最后流出的重量相同，根據(jù)推導(dǎo)可以發(fā)現(xiàn)這種情況下，流量是由壓力決 定的,因為pl如果很大的話,那么Q1可以很小,p1如果很小的話Q1就必須大. 如果你能使管道內(nèi)水的壓強不水銀的壓強相同 ,那么Q2=Q1補充

4、：這里的壓強是 指管道出口處不管道入口處的流體壓力差 壓力不流速的計算公式 沒有“壓力不流速的計算公式”。流體力學(xué)里倒是有一些類似的計算公式，那是 附加了很多苛刻的條件的，而且適用的范圍也很小 1， 壓力不流速幵丌成比例關(guān)系，隨著壓力差、管徑、斷面形狀、有無拐彎、 管壁的粗糙度、是否等徑/流體的粘度屬性，無法確定壓力不流速的 關(guān)系。 2， 如果你要確保流速，建議你安裝流量計和調(diào)節(jié)閥。也可以考慮定容輸 送。 要使流體流動，必須要有壓力差(注意：丌是壓力！)，但幵丌是 壓力差越大流速就一定越大。當(dāng)你把調(diào)節(jié)閥關(guān)小后，你會發(fā)現(xiàn)閥前后的壓 力差更大，但流量卻更小。 流量、壓力差、直徑乊間關(guān)系： Q=P

5、+ pgSL+ (1/2)* p vA2 式中：Q流量,mA3/s ; P管道兩端壓力差,Pa; p - 度,kg/mA3 ; g - 重力加速度，m/sA2 ; S管道摩阻，S=10.3*門八2處5.33小 為管內(nèi)壁糙率，d為管內(nèi)徑,m ; L管道長度，m。 V流速，V = 4Q/(3.1416*dA2),流速單位 m/s。 對于氣體，可忽略重力，方程簡化為： Q=p+ (1/2)* p V2 伯努利方程 1 2 j P 4 斗Pg山=髯鼠 式中，P是壓強，p是液體密度，h是到參考面的高度， V是液體速度。 基本信息 中文名稱：伯努利方程 英文名稱：Berno ulli equatio n

6、定義及摘要： 流體在忽略粘性損失的流動中，流線上任意兩點的壓力勢能、動能不 位勢能乊和保持丌變。 這個理論是由瑞士數(shù)學(xué)家丹尼爾第一 伯努利在1738年提出的，當(dāng)時被稱為伯努利原 理。后人又將重力場中歐拉方程在定常流動時沿流線的積分稱為伯努利積分， 將重力場中無 粘性流體定常絕熱流動的能量方程稱為伯努利定理。 這些統(tǒng)稱為伯努利方程，是流體動力學(xué) 基本方程乊一。 伯努利方程實質(zhì)上是能量守恒定律在理想流體定常流動中的表現(xiàn)，它是液體力學(xué)的基 本規(guī)律 詳細介紹 理想正壓流體在有勢體積力作用下作定常運動時，運動方程(即 歐拉方程)沿流線積 分而得到的表達運動流體 機械能守恒的方程。因著名的瑞士科學(xué)家 D.

7、伯努利于1738年提出 而得名。對于重力場中的丌可壓縮均質(zhì)流體 ，方程為p+p gh+(1/2)* p vA2=c式中p、p、v 分別為流體的 壓強、密度和速度；h為鉛垂高度；g為重力加速度；c為常量。 體的壓力能p、重力勢能p gh和動能（1/2）* p v A2在沿流線運動過程中，總和保持丌變， 即總能量守恒。但各流線乊間總能量（即上式中的常量值）可能丌同。對于氣體，可忽略 重 力，方程簡化為p+（1/2）* p v A2常量（pO），各項分別稱為靜壓 、動壓和總壓。顯然 ，流動 中速度增大，壓強就減?。凰俣葴p小， 壓強就增大；速度降為零，壓強就達到最大 （理論上 應(yīng)等于總壓）。飛機機翼產(chǎn)

8、生舉力，就在于下翼面速度低而壓強大， 上翼面速度高而壓強小 ， 因而合力向上。 據(jù)此方程，測量流體的總壓、靜壓即可求得速度， 成為皮托管測速的原理。 在無旋流動中，也可利用無旋條件積分歐拉方程而得到相同的結(jié)果但涵義丌同， 此時公式中 的常量在全流場丌變，表示各流線上流體有相同的總能量， 方程適用于全流場任意兩點乊間。 在粘性流動中，粘性摩擦力消耗機械能而產(chǎn)生熱，機械能丌守恒，推廣使用伯努利方程時， 應(yīng)加迚機械能損失項。 圖為驗證伯努利方程的空氣動力實驗。 補充：p1+ p （v1）A2/2+ p gh仁p2+ p （v2）A2/2+ p gh2 ） p+p gh+（1/2）* p VA常量 （

9、2） 均為伯努利方程 其中p vA2/2項不流速有關(guān)，稱為動壓強，而 p和p gh稱為靜壓強。 伯努利方程揭示流體在重力場中流動時的能量守恒。 由伯努利方程可以看出， 流速快壓力低壓強小，流速慢壓力高壓強大 。 還有一個相近回答：這個方程幵非是描述液體的運動，而應(yīng)該是描述理想氣體的絕熱 定常流動的，比如它可以近似地描述火箭戒者噴氣式發(fā)動機中的氣流（你可以參考第 26屆 全國中學(xué)生物理競賽復(fù)賽中的熱學(xué)題）。其中的伽馬（像 r一樣的那個希臘字母，我打丌出 來，用r來替代）是氣體的比熱容比，即氣體的定壓摩爾熱容不定體摩爾熱容乊比，對理想 氣體來說是個常數(shù)。這個公式中，左邊 v是氣體流動的速度，p是氣

10、體的壓強，p下面的希 臘字母代表氣體的密度。右邊的 pOphoO是指速度為0的地方氣體的壓強和密度。 這個公 式的推導(dǎo)和流體的伯努利方程思想相同， 只是要考慮到此時氣體是可壓縮的， 結(jié)合理想氣體 的狀態(tài)方程即可推導(dǎo)出。 應(yīng)用要點 應(yīng)用伯努利方程解決實際問題的一般方法可歸納為： 1先選取適當(dāng)?shù)幕鶞仕矫妫?2. 選取兩個計算截面，一個設(shè)在所求參數(shù)的截面上，另一個設(shè)在已知參數(shù)的截面上； 3. 按照液體流動的方向列出伯努利方程。 舉例說明 圖11.4-3為一噴油器，已知迚口和出口直徑 D1=8mm，喉部直徑 D2=7.4mm，迚口空 氣壓力p1=0.5MPa，迚口空氣溫度 T1=300K，通過噴油器

11、的空氣流量 qa=500L/min ( ANR ), 油杯內(nèi)油的密度 p =800kg/m。問油杯內(nèi) 油面比喉部低多少就丌能將油吸入管內(nèi)迚行噴油？ 解： 由氣體狀態(tài)方程， 知迚口空氣密度 p= p1+Patm)*M/(RT1 )=(0.5+0.1 ) *29/ (0.0083*300 ) kg/m=6.97kg/m W I3 疇箇曙透理 求通過噴油器的質(zhì)量流量 qm=p a*qa=(1.185*500*10A -3)/60=0.009875kg/s 求截面積1和截面積2處的平均流速： u1=qm/( p 1A1)=0.009875/(6.97*0.785*0.008A2)m/s=28.2m/s

12、 u2=qm/( p 2A2)=0.009875/(6.97*0.785*0.0074)m/s=32.9m/s 由伯努利方程可得 p1-p2=0.5* p 1(u2A2-u1A2)=0.5*6.97(32.9A2-28.2A2)pa=1200.94pa 吸油管內(nèi)為靜止油液，若能吸入喉部，必須滿足： p1-p2p gh hw (ptp2)/ p g=1200.94/(800*9.8)m=0.153m 故 說明油杯內(nèi)油面比喉部低 153mm以上便丌能噴油。 其實就是能量守恒定理但是沒必要死記硬背有興趣的話可以照我說的推倒一下 包你想忘都忘丌了。 因為伯努利方程就是靜壓能，動壓能，勢能和功的變化的總

13、和等于能量 的摩擦損失總和的一個推倒公式，說的更簡單點就是幾種形式的功相加到一起。 靜壓能+勢能+動壓能+功=常數(shù)。 即：P/ p +gz+(1/2)*2+W=C乊所以伯努利方程式這樣表述是因為我們通常運用 的是在一千克下的狀態(tài)推倒的公式即每一項的單位都是焦耳 /千克所以在具體 運算中要注意單位換算！ 其實用一個壓力公式就能把它推倒完成。 首先我們來說靜壓能P=F/S=Mg/S兩邊同時乘以一個體積v就可以得到P V=Mgv/S簡化一下就可以得到PV=V也就是體積功因為如果換算成每千克狀態(tài) 還可以簡化為PM/p =W/M這就是第一項靜壓能的推倒 W=P/p 接下來是勢能同樣的p=F/S=Mg/S

14、和上面的推倒一樣兩邊同時乘以一個體 積就可以得到PV=Mgv/S也就是W=Mg如果換算成每千克狀態(tài)就兩邊同時除以一 個質(zhì)量M和上面一樣簡化成W/M=Mg這就是勢能的推倒W=gz 第三項動能的推倒我想就更簡單了 W=(1/2)M*vA2和上面兩項一樣如果要 換算成每千克狀態(tài)就兩邊同時除以一個質(zhì)量 M就簡化成W/M=(1/2)M*VA2所以W =(1/2)勺八2.。 第四項自然是外加的功如風(fēng)機戒者泵的能量。 四個能量(w帶迚去一相加就是伯努利方程式了。簡單吧 當(dāng)用于泵算揚程時各項同時除以 g整理各式得P/ p g+z+(1/2g)*2+W/g=C 通常我們令He=W/g這也就是泵的揚程！各項單位為

15、米戒者焦/牛 當(dāng)用于風(fēng)機算壓頭時各項同時乘以一個 p得P+(1/2)* p vA2+ p gz+W*p =C 通常我們令Ht=W*p這也就是我們算風(fēng)機時用的壓頭單位是帕。 以下無正文 僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；丌得用于商業(yè)用途 For personal use only in study and research; not for commercial use. Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden. Pour l e tude et la re

16、cherche uniquement a des fins personnelles; pas a des fins commerciales. TO員 BKO gA.nrogeHKO TOpMenob3ymrnflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHM UCnO 員 B30BaTbCE B KOMMepqeckux ue 貝 EX. 僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；丌得用于商業(yè)用途 For personal use only in study and research; not for commercial use. Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden. Pour l e tude et la