[工學(xué)]流體流動上(編輯修改稿)
2025-02-15 11:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 大小傳遞到液體內(nèi)部的任一點(diǎn) 。 （ 5） ghPP ???0可以改寫成 hgPP ??? 0 壓強(qiáng)差的大小可利用一定高度的液體柱來表示，這就是 液體壓強(qiáng)計的根據(jù) ，在使用液柱高度來表示壓強(qiáng)或壓強(qiáng)差時，需指明何種液體。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 )( 2112 zzgpp ??? ?gzpgzp 2211 ??? ??—— 靜力學(xué)基本方程 壓力形式 Pa 能量形式 2211 zgpzgp ?????kgJ /位能形式 m NJ /靜力學(xué)方程的幾種不同形式 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 討論： zg —— 單位質(zhì)量流體所具有的位能 ， J/kg； ?p —— 單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能 ， J/kg。 在同一靜止流體中，處在不同位置流體的 位能和靜壓能 各不相同，但二者可以轉(zhuǎn)換，其 總和保持不變 。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 二、 靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用 1. 壓力及壓力差的測量 （ 1） U形壓差計 設(shè)指示液的密度為 ， 被測流體的密度為 。 b?a?A與 A′ 面 為等壓面 ， 即 39。AA pp ?1 ()Abp p g m R?? ? ?39。 2 baAp p g m g R??? ? ?而 p1 p2 m R A A’ 普通的 起放大作用 復(fù)式壓差計 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 所以 12 ()b b ap g m R p g m g R? ? ?? ? ? ? ?整理得 12 ()abp p gR??? ? ?若被測流體是氣體 ， ， 則有 ba????12 ap p Rg ???新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 討論： （ 1） U形壓差計可測系統(tǒng)內(nèi)兩點(diǎn)的壓力差 ， 當(dāng)將 U形管一端與被測點(diǎn)連接 、 另一端與大氣相通時 ， 也可測得流體的表壓或真空度； 表壓 真空度 p1 pa p1 pa 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 2） 指示液的選?。? 指示液與被測流體不互溶 ， 不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)； 其密度要大于被測流體密度 。 應(yīng)根據(jù)被測流體的種類及壓差的大小選擇指示液 。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 2） 雙液體 U管壓差計 擴(kuò)大室內(nèi)徑與 U管內(nèi)徑之比應(yīng)大于 10 。 )( CA ?? ? 密度接近但不互溶的兩種指示 液 A和 C ； 適用于壓差較小的場合 。 )(21 CARgpp ?? ???h 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 （ 3） 倒 U形壓差計 12 ()b a bp p R g R g? ? ?? ? ? ? 指示劑密度小于被測流體密度 ， 如 空氣作為指示劑 （ 5） 復(fù)式壓差計 （ 4） 傾斜式 壓差計 適用于壓差較小的情況 。 適用于壓差較大的情況 。 注意：等壓面如何選取？ ρb 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 R 1R?R1=R/sin ? R= R1 sin ? 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 復(fù)式壓差計 例： P Z4 Z3 3 3 2 2 1 1 Z2 Z1 Hg pa Z0 如右圖所示壓差計，綠色部分代表水。已知： Z0= Z1= Z2= Z3= Z4= 解： 依據(jù)流體靜力學(xué)方程，知：圖上所標(biāo)等高面 1－ 1， 2－ 2， 3－ 3上的壓力分別相等，則有： )()( 122101 zzgpzzgpp Hga ?????????? ??)()( 343223 zzgpzzgpp Hg ?????????? ??上面兩式對應(yīng)相加，并整理得： )()( 12341032 zzzzgzzzzgpp Hga ????????????? ??aa Ppp ???新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 液位的測定 液位計的原理 —— 靜力學(xué)基本方程的應(yīng)用 。 液柱壓差計測量液位的方法： ? 由壓差計指示液的讀數(shù) R可以計算出容器內(nèi)液面的高度 。 ? 當(dāng) R＝ 0時 ， 容器內(nèi)的液面高度將達(dá)到允許的最大高度 ， 容器內(nèi)液面愈低， 壓差計讀數(shù) R越大 。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 液位的測量 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 3. 液封高度的計算 液封作用： 確保設(shè)備安全：當(dāng)設(shè)備內(nèi)壓力超過規(guī)定值時 ， 氣體從液封管排出； 防止氣柜內(nèi)氣體泄漏 。 gph?)(表?液封高度： 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 液封 氣體 R 真空表 氣 氣 水 R R p p 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 例 題 觀察瓶 壓縮空氣 H R h 為測量腐蝕性液體貯槽中的存液量，采用圖示的裝置。測量時通入壓縮空氣，控制調(diào)節(jié)閥使空氣緩慢地鼓泡通過觀察瓶。今測得 U形壓差計讀數(shù)為R=130mm，通氣管距貯槽底面 h=20cm，貯槽直徑為2m，液體密度為 980kg/m3。試求貯槽內(nèi)液體的貯存量為多少噸？ 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 附圖為一氣柜，其內(nèi)徑 9m，鐘罩及其附件共重 10t，忽略其浸在水中部分所受浮力，進(jìn)入氣柜的氣速很低，動能及阻力可忽略。 求： 時，才能將鐘罩頂起來？ （鐘罩升高）壓強(qiáng)是否變化？ h（即“水封高” )為多少？ p 0 0 水 氣體 h 氣柜 p0 p0 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 附圖所示的氣液直接接觸混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，凝液與水沿大氣腿流到地溝排出，現(xiàn)已知器內(nèi)真空度為 82kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?100 kPa，問器內(nèi)絕對壓強(qiáng)為多少？并估計大氣腿內(nèi)的水柱高度 H為多少米？ 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 為了控制乙炔發(fā)生器內(nèi)的壓力不超過80mmHg（表壓），在爐外裝有安全液封裝置，其作用是當(dāng)爐內(nèi)壓力超過規(guī)定值時，氣體從液封管排出，試求此爐的安全水封管應(yīng)插入槽內(nèi)水面以下的深度。 新鄉(xiāng)學(xué)院化工原理精品課程 流體在管內(nèi)的流動 流體的流量與流速 定態(tài)流動與非定態(tài)流動 定態(tài)流動系統(tǒng)的質(zhì)量守恒 —— 連續(xù)性方程
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