氣體流量和流速及與壓力的關(guān)系

1、精品Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse氣體流量和流速及與壓力的關(guān)系流量以流量公式或者計(jì)量單位劃分有三種形式：體積流量：以體積/時間或者容積/時間表示的流量。如：m3h,l/h體積流量（Q）=平均流速（v）x管道截面積（A）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（力xfr積流量（Q）=介質(zhì)密度（p）x重力加速度（g）為體積流量（Q）=重力加速度（g）

2、x質(zhì)量流量（M）氣體流量與壓力的關(guān)系氣體流量和壓力是沒有關(guān)系的。所謂壓力實(shí)際應(yīng)該是節(jié)流裝置或者流量測量元件得出的差壓，而不是流體介質(zhì)對于管道的靜壓。這點(diǎn)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，（孔很小啊)，流量不是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)不是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)的流量與壓力的關(guān)系可以用流體力學(xué)里的-伯努利方程-來表達(dá)：p+pgz+(1/2)*pvA2=C式中p、p、v分別為流體的壓強(qiáng)、密度

3、和速度.z為垂直方向高度;g為重力加速度，C是不變的常數(shù)。對于氣體，可忽略重力，方程簡化為:p+(1/2)*pvA2=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G1=Q1*v1,Q1是水流量,v1是水速.所以G1=G2->Q1*v1=Q2*v2->v1/v2=Q2/Q1p1+(1/2)*p1*v1a2=cp2+(1/2)*p2*v2a2=c->(C-p1)/(C-p2)=p1*v1/p2*v2->(C-p1)/(C-p2)=p1*v1/p2*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，

4、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?yàn)閜l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(qiáng)與水銀的壓強(qiáng)相同，那么Q2=Q1補(bǔ)充:這里的壓強(qiáng)是指管道出口處與管道入口處的流體壓力差.壓力與流速的計(jì)算公式?jīng)]有“壓力與流速的計(jì)算公式”。流體力學(xué)里倒是有一些類似的計(jì)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, 壓力與流速并不成比例關(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，無法確定壓力與流速的關(guān)系。2, 如果你要確保流速，建議你安裝流量計(jì)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(

5、注意：不是壓力！)，但并不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、直徑之間關(guān)系：Q=P+pgSL+(1*pv八2式中：Q流量,mA3/s;P管道兩端壓力差，Pa；-密度,kg/mA3；g重力加速度，m/sA2；S管道摩阻，S=10.3*nA2/dA5.33,n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)*pv八2伯努利方程式中，P是壓強(qiáng)，p是液體密度，h是到參考面的高度，V是液體速度?；拘畔⒅形拿Q：伯努利方程英文名

6、稱：Bernoulliequation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(diǎn)的壓力勢能、動能與位勢能之和保持不變。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)基本方程之一。伯努利方程實(shí)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(xì)介紹理想正壓流體在有勢體積力作用下作定常運(yùn)動時，運(yùn)動方程(即歐拉方程)沿流線積分而得到的表達(dá)運(yùn)動流體機(jī)械能守恒的方程。因著名的瑞士科學(xué)

7、家D.伯努利于1738年提出而得名。對于重力場中的不可壓縮均質(zhì)流體，方程為p+pgh+(1/2)*pvA2=c式中p、p、v分別為流體的壓強(qiáng)、密度和速度；h為鉛垂高度；g為重力加速度；c為常量。上式各項(xiàng)分別表示單位體積流體的壓力能p、重力勢能pgh和動能（1/2）*pv人2,在沿流線運(yùn)動過程中，總和保持不變,即總能量守恒。但各流線之間總能量（即上式中的常量值）可能不同。對于氣體，可忽略重力，方程簡化為p+（1/2）*pvA2=常量（p0）,各項(xiàng)分別稱為靜壓、動壓和總壓。顯然，流動中速度增大，壓強(qiáng)就減??；速度減小，壓強(qiáng)就增大；速度降為零，壓強(qiáng)就達(dá)到最大（理論上應(yīng)等于總壓）。飛機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生舉力，就在

8、于下翼面速度低而壓強(qiáng)大，上翼面速度高而壓強(qiáng)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)果但涵義不同，此時公式中的常量在全流場不變，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(diǎn)之間。在粘性流動中，粘性摩擦力消耗機(jī)械能而產(chǎn)生熱，機(jī)械能不守恒，推廣使用伯努利方程時，應(yīng)加進(jìn)機(jī)械能損失項(xiàng)。圖為驗(yàn)證伯努利方程的空氣動力實(shí)驗(yàn)。補(bǔ)充：p1+p(v1)A2/2+pgh1=p2+p(v2)A2/2+pgh2(1)p+pgh+(1/2)*pvA2=常量(2)均為伯努利方程其中31A212項(xiàng)與流速有關(guān)，稱為動壓

9、強(qiáng)，而p和pgh稱為靜壓強(qiáng)。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(qiáng)小，流速慢壓力高壓強(qiáng)大。還有一個相近回答：這個方程并非是描述液體的運(yùn)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或者噴氣式發(fā)動機(jī)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，我打不出來，用r來替代）是氣體的比熱容比，即氣體的定壓摩爾熱容與定體摩爾熱容之比，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是氣體的壓強(qiáng)，p下面的希臘字母代表氣體的密度。右邊的p0pho0是指速度為0的地方氣體的壓強(qiáng)和

10、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(diǎn)應(yīng)用伯努利方程解決實(shí)際問題的一般方法可歸納為：1 .先選取適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)水平面；2 .選取兩個計(jì)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II.4-3為一噴油器，已知進(jìn)口和出口直徑D1=8mm,喉部直徑D2=7.4mm,進(jìn)口空氣壓力p1=0.5MPa,進(jìn)口空氣溫度T1=300K,通過噴油器的空氣流量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不能將油吸入管內(nèi)進(jìn)

11、行噴油？解：由氣體狀態(tài)方程，知進(jìn)口空氣密度p=(p1+Patm)*M/(RT1)=(0.5+0.1)*29/(0.0083*300)kg/m=6.97kg/m唱1.4$啜袖賽1ft躥求通過噴油器的質(zhì)量流量qm=pa*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/(p1A1)=0.009875/(6.97*0.785*0.008A2)m/s=28.2m/su2=qm/(p2A2)=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*p1(u2A2-u1A2)=0.

12、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-p2>ghh氣p1-p2)/pg=1200.94/(800*9.8)m=0.153m故說明油杯內(nèi)油面比喉部低153mm以上便不能噴油。其實(shí)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不了。因?yàn)椴匠叹褪庆o壓能，動壓能，勢能和功的變化的總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(diǎn)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)*S2+W=C之所以伯努利方程式這樣表述是因?yàn)槲覀兺ǔ＿\(yùn)用的是在一

13、千克下的狀態(tài)推倒的公式即每一項(xiàng)的單位都是焦耳/千克所以在具體運(yùn)算中要注意單位換算！其實(shí)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PV=Mgv/S簡化一下就可以得到PV=W這也就是體積功因?yàn)槿绻麚Q算成每千克狀態(tài)還可以簡化為PM/p=W/M這就是第一項(xiàng)靜壓能的推倒W=P/p接下來是勢能同樣的p=F/S=Mg/S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=Mgz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=Mgz這就是勢能的推倒W=gz感謝下載載第三項(xiàng)動能的推倒我想就更簡單了W=(1/2)M

14、*vA2和上面兩項(xiàng)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)*vA2.。第四項(xiàng)自然是外加的功如風(fēng)機(jī)或者泵的能量。四個能量(W)帶進(jìn)去一相加就是伯努利方程式了。簡單吧。當(dāng)用于泵算揚(yáng)程時各項(xiàng)同時除以g整理各式得P/pg+z+(1/2g)*vA2+W/g=C通常我們令He=W/g這也就是泵的揚(yáng)程！各項(xiàng)單位為米或者焦/牛當(dāng)用于風(fēng)機(jī)算壓頭時各項(xiàng)同時乘以一個p得P+(1/2)*pvA2+pgz+W*P=C通常我們令Ht=W*p這也就是我們算風(fēng)機(jī)時用的壓頭單位是帕。僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。Forpersonaluseonlyin

15、studyandresearch;notforcommercialuse.Nurftrdenpers?nlichenftrStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl'dudeetlarechercheuniquementddesfinspersonnelles;pasddesfinscommerciales.tojie班。1涮KDAeofiotopmticenojib3以如下）（6號qe,uilch?jieao也汨正典威力）曲成口。力53obatecaBKOMMepHeuceKJMAXX以下無正文僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurftrdenpers?nlichenftrStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl&#