管道中的气体流速与压力的关系是什么

投稿:素年凉音 优质问答领域创作者 发布时间:2023-12-11 08:06:22
管道中的气体流速与压力的关系是什么

置换管道时置换次数和气源压力没有直接对应关系。

一般做法是:

依据管道截面积和长度计算出整个管道的体积;

被置换管道一头敞开;

氮气以标准体积为计量单位的流量计从管道另一端注入;

当注入流量和注入时间的乘积等于一个管道体积是视为置换一次。

(流量和时间的乘积即累积流量。例如:流量为 10标方/分钟 那么10分钟流经的体积为:10标方/分钟×10分钟=100标方)。

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气体在管道中流速和压力的关系字实际运用时是很麻烦的,其原理公式如下:

●伯努利方程:

原理:能量守恒定律

前提:理想流体做定常流动

描述:流速 v,高度 h 和压强 p 之间的关系

♠ 以单位质量流体为衡算基准时,可表达为:   

p+(1/2)ρv^2+ρgh=常量   

式中:(1/2)ρv^2  单位体积流体的动能 一 动压强

ρgh  单位体积流体的重力势能 一 静压强

p    单位体积流体的压强能 一 静压强

p - 压强

ρ - 密度

g - 重力加速度

v - 流速

h - 管道高度变化

♠ 以单位重量流体为衡算基准时,可表达为:

p/ρg+v²/2g+z=常量

式中:p/ρg  单位重量液体的压力能(比压能)

v²/2g  单位重量液体的动能(比动能)

z    单位重量液体的位能(比位能)

p - 压强

ρ - 密度

g - 重力加速度

v - 流速

h - 管道高度变化

☆ 伯努利方程的前提理想流体做定常流动时能量守恒;

☆ 在实际运用中由于流体存在粘度不是理想流体,所以能量不守恒;

☆ 在粘度影响可以忽略的情况下,伯努利方程可以直接用来说明流体。

在工程计算中:z称为位压头,v²/2g称为动压头又称速度头,p/ρg称为静压头。其物理意义是指单位重量的流速为v的流体所具有的机械能,可以把它自身从基准面升高的高度。

动压头v²/2g中:因为:速度v的单位为m/s,加速度g的单位为m/s^2。

所以: v²/2g的单位为 (m^2/s^2)/(m/s^2)=m

静压头p/ρg中:因为:p的单位为帕斯卡Pa=N/m^2(牛顿/平方米),1N=1kg`m/s^2,ρ的单位为kg/m^3,g的单位为m/s^2

所以: p/ρg的单位为 [(kg·m/s^2)/m^2]/[(kg/m^3)(m/s^2)]=m

位压头z:用基准水平面上流体的高度表示的流体的位能。流体的位能为mgZ,如流体的重量为G,kgN,则流体的位能可写为:GZ,kgN·m,流体的位压头hz=G·Z/G=Z,m。Z的因次为长度,即用基准水平面上流体的高度表示流体的位能。