流体的压力问题
ssscboy
ssscboy Lv.3
2011年02月20日 00:03:55
来自于制冷技术
只看楼主

最近和流体的压力卯上了....静压与动压哪个决定送风的远近呢?我查了一些资料,都倾向于静压决定送风的距离,如果说送风距离是15米,那么到15米之前都是有速度的,到了15米的时候静压没了,动压也没了,都消耗完了,可是这只体现了动压静压一起消耗完了,没有体现出哪个是对送风距离起主导作用。还有一个例子某一状态流体流过一个管道,初始速度为v,最后管道横截面积为S和1/2S时,出口速度分别为v和2v,哪个可以送的更远呢。

最近和流体的压力卯上了....
静压与动压哪个决定送风的远近呢?
我查了一些资料,都倾向于静压决定送风的距离,如果说送风距离是15米,那么到15米之前都是有速度的,到了15米的时候静压没了,动压也没了,都消耗完了,可是这只体现了动压静压一起消耗完了,没有体现出哪个是对送风距离起主导作用。
还有一个例子
某一状态流体流过一个管道,初始速度为v,最后管道横截面积为S和1/2S时,出口速度分别为v和2v,哪个可以送的更远呢。
如果流体是水,应该是出口速度大的时候送的更远,但是,横截面积变化导致了能量的损失,怎么体现出来呢。
如果流体是空气,应该哪个送的远呢。
换个说法,静压箱内的气体出口横截面积大小不同时,哪个送风距离远呢
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adingkgb
2011年02月24日 13:40:28
12楼
探讨一下,个人观点
沿程损失,和流速有关。静压属于位能,和沿程无关,不消耗。但实际工作中却可以发现经过阻力件后,管壁静压会下降。我是这样理解的:
静压下降只是表象,真正的原因是动压(流速引起的)。因为即使是完全一样的管路,其沿程损失也根据是流速变化而变化的,流速越高,损失越大(经过阻力件的流速越高,前后的压降越大)。如果没有流速(比如一段没有出风口的风管,管内流速为零,动压为零)也就谈不上沿程阻力(理论上,无出风口的管道即使距离多长有多少阻力件,各处的管壁静压也都能达到风机所能提供的全压,静压不存在损失)

当流体经过一个阻力件(比如一个风阀)以后,因为经过阻力件后必然消耗能量(比如气流和阀叶片摩擦,部分动能转化为热能,产生气动加热),气流全压下降。但由于物质守恒原理,阻力件前后的流量必然是一致的。如果阻力件前后的管径一致,那么前后管内流速也一样(动压相同),最终表现为阻力件后的管壁静压下降(全压↓=动压不变+静压↓)。 所以阻力件前的静压高于阻力件后的静压(也就是压力梯度)。
而风管,静压箱都可以看成是阻力件,无非阻力不同。但只要长度增加,其阻力也会逐渐明显起来

[ 本帖最后由 adingkgb 于 2011-2-25 15:16 编辑 ]
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adingkgb
2011年02月24日 19:16:02
13楼
而流速的变化:
假设一根风管(各处管径一致),只有末端一个出风口。那么根据物质守恒原理,管内各处的流量流速都是一样的。
在实际工程中,因为风管各处要开风口,必然存在分流。到末端的流量和全压都在逐渐减小,如果风管直径不变,那么必然管内流速要降低(动压下降)。
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ssscboy
2011年02月24日 22:31:30
14楼

沿着鼎版的思路分析,我认为分两种情况
1,速度=0时,这时候无动压,无阻力,谈不上静压损失
2,有一定初速度时,按照极限分析,静压箱内沿气流方向,遵循质量守恒,截面积不变,速度相等,动压不变,静压来抵消沿程阻力,当静压消耗尽了,会怎么样呢。由于阻力的存在,动能转化为热能,最后速度为零。也就是说,静压箱内,先克消耗静压,再消耗动压。

[ 本帖最后由 ssscboy 于 2011-2-24 22:37 编辑 ]
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adingkgb
2011年02月25日 16:16:04
15楼
把静压箱看作一根管径较大的风管,对于这类不考虑分流不存在阻力变化的简单风道系统的压力分布,可以有以下几点认识:
1 假设原先风管末端风口关闭,静压等于全压(动压为零),当末端风口打开,空气由静止转为流动,动压由零上升,此动压是由原来的静压所转换而来,所以静压开始下降,但全压不变(动加静)。
2 当风管前后截面积完全一样,气流前后流速(动压)必然一样。但前后静压不同,可以看作是静压克服阻力(除非逐渐改变风管,在改变时后才能观察到动压也随之改变。当停止这种改变,动压立刻就稳定下来。在不发生改变的风管中是观察不到动压前后不一(被消耗)这个现象的)
3 前后点之间的全压差既是两点之间的风道阻力,但由于前后动压一样,所以前后点之间的静压差就可直接看作风道阻力。

但我没有理解你所说的“静压消耗尽了”是什么意思。因为既使静压未消耗完,动压也在消耗(随着管道长度增加,整段管道内的气流流速将降低,末端出口的流量也降低。但伴随着管内流速降低使,各处阻力损失也在降低,系统最终还是会平衡在静压和动压之间的某点)

[ 本帖最后由 adingkgb 于 2011-2-25 19:14 编辑 ]
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ssscboy
2011年02月25日 23:21:03
16楼
这样理解对不对:
假设全压15pa,静压10pa,动压5pa,沿程阻力15pa。
把静压箱看做一个大风管,如果截面积不变,即速度不变。
静压10pa,沿程阻力15pa,克服了10pa后静压没了(静压消耗尽了),但这时候动压还没有变,剩下的5pa由动压搞定
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adingkgb
2011年02月26日 11:27:02
17楼
所谓的静压没有了这种情况,在气流出了风口以后才会是这样啊。
只要在风管内,只要风管内的气流在流动,那么风管内必然存在静压

另外,计算沿程阻力应该是用前点的全压减去后点的全压(仍以末端单风口d 简单系统为例):
比如前点的全压是15帕(静压10帕动压5帕)后点的全压10帕(静压5帕动压5帕),那么前后点之间的阻力就是5帕
如果将后点的取样点移动到管道末端(风管内),那么前点全压依然是15帕(静压10帕动压5帕),而后点的全压就可能是7帕(静压2帕动压5帕)
如果后点测量出风口外,那么此处静压为零动压5帕,全压为5帕。
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ssscboy
2011年02月26日 23:32:29
18楼
假设如果管道够长,在距离a处沿程阻力为10pa,b处为12pa,c处为15pa,d处20pa
按照前面的说法,截面积不变,速度不变,这时候沿程阻力消耗的是静压
那么
在a处是不是静压就消耗没了呢
在b处是不是动压还剩3pa,而静压=0
在c处气流实际上就无法前进了,即:静压=0,动压=0
在d处气流就是无法到达的
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adingkgb
2011年02月27日 00:41:53
19楼
你的假设不成立啊
在B处的动压如果是3帕,那么前后各处的动压都是三帕(各点流量是一致的,管径一样,流速一样)
既然B点管内有流速,那么之后的C点D点也必然有流速。

我前面就说过了,在一个不变的管道内,你只能测得静压存在前后梯度,而不会出现动压存在前后梯度的情况,否则就违反了最基本的物理规律了。
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ssscboy
2011年02月27日 22:44:38
20楼
还是有疑问
1,在静压(10pa)小于沿程阻力(15pa)的情况下,会不会出现静压=0的情况,因为截面相同,速度不变只能消先耗静压
2,如果1成立,我觉得静压箱内气体静压=0以后,之前根据质量守恒的分析就改用能量守恒了,没有静压了,抵消摩擦力,只能消耗动能,也就是速度越来越小
因为管道足够长,如果压力不够,气流是不可能流出管道的,也就是说,速度肯定会变的,在某个点(是不是静压=0的时候呢?这个还需要判断),就要切换分析方法了
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adingkgb
2011年02月28日 02:47:41
21楼
阻力不是固定不变的,当管道内气流流速降低后,此时单位长度内的阻力损失就下降了。阻力损失的存在是建立在管内静压大于管外,使管内气流流动这一前提之下的。
假设管内流速为零,那么静压的损失也为零,总压损失为零。(‘气流是不可能流出管道的’是否属于流速为零?)
我不认为这种无分流单一管路中的气流会存在速度梯度,否则岂不是物质不守恒,多出来的气流往那里去呢。
或者你用你对能量守恒的理解来分析看看,我想了解一下你坚持认为管内前后‘速度肯定会变’的原因。
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