风道压力分布
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由上式可知,风流中的任一点的绝对全压恒大于绝对静压; 相对全压有正负之分,与通风方式有关。
2.单位体积风流的机械能 根据能量的概念,单位体积风流的机械能为单位体积风流的 静压能、动能、位能之和,因此,从数值上来说,单位体积风 流的机械能E等于静压、动压和位压之和,或等于全压和位压 之和,即 E = pi + hvi + hZ 或 E = pti + hZ
(3)在同一流动断面上,由于风速分布的不均匀性,各点 的风速不相等,所以其动压值不等。 (4)某断面动压即为该断面平均风速计算值。
三、位压 1.概念 单位体积风流对于某基准面而具有的位能,称为位压,用hz 表示。 物体在地球重力场中因地球引力的作用,由于位置的不同而 具有的一种能量,叫重力位能,简称位能,用Ep0表示。 Ep0=MgZ , J
1 Evi i vi2 2
Evi对外所呈现的动压
,J/m3
1 2 hvi i vi ,Pa 2
3.特点
(1)只有做定向流动的空气才具有动压,因此动压具有方 向性。 (2)动压总大于零。当作用面与流动方向有夹角时,其感 受到的动压值将小于动压真值。故在测量动压时,应使感压孔
垂直于运动方向。
至标高低的断面时,位压转化为静压;反之,当空气由标高低
的断面流至标高高的断面时,静压转化为位压。
四、风流的全压和机械能 1.风流的全压 风流中某一点的动压和静压之和称为全压。 全压也分为绝对全压(pt)和相对全压(ht)。
在风流中某点i的绝对全压均可用下式表示
pti = pi + hvi 式中 pti——风流中i点的绝对全压,Pa; pi——风流中i点的绝对静压,Pa; hvi——风流中i点的动压,Pa。
压力,用p表示。
(2)相对静压:以当地当时同标高的大气压力为测算基准 (零点)而测得的压力,即表压力,用h表示。
A P PA
P0
B
hA(+)
PA
PB
PB
hB(-) 真空 (0)
图2-1-1
绝对静压、相对静压和大气压 之间的关系
风流的绝对静压(p)、相对静压(h)和与其对应的大气压 (p0)三者之间的关系(见图2-1-1):
第二节 风流流动基本方程
包括风流流动的连续性方程和能量方程。 本节主要介绍工业通风中空气流动的压力和能量变化规律, 导出风道风流流动的连续性方程和能量方程。 一、风流流动连续性方程 风流在风道中的流动可以看作是稳定流(流动参数不随时间 变化的流动)。质量守恒定律 当空气从风道的1断面流向2断面,且做定常流动时(即在流 动过程中不漏风又无补给),则两个过流断面的空气质量流量 相等,即 ρ 1 1 S1 = ρ 2 2 S2
1
1
a Z12 b 2 2
图2-1-2
位压计算图
Pi
2.计算 在图2-1-2所示的井筒中,求1-1、2-2两断面之间的位压, 取2-2点为基准面(2-2断面的位能为零)。按下式计算1-1、 2-2断面间位压:
hz E p 012 i gdZi
1
2
,J/m3
此式是位压的数学定义式。即两断面间的位压的数值就等于 两断面间单位面积上的空气柱重量的数值。
第二章
空气流动基本原理
主要研究空气流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能 量的转换关系。
内容:
风流压力、风流流动方程、通风阻力、通风网络中风流的 基本定律、简单通风网络特性、自然通风原理、风道压力分布、 局部通风进出口风流运动规律、置换通风原理等内容。
本章学习目标
1.掌握风道流动的空气静压、位压、动压、全压的概念 及其相应关系 2.掌握空气流动的连续性方程和能量方程 3.掌握紊流状态下的摩擦阻力、局部阻力的计算 4.了解风流流态与风道断面的风速分布 5.掌握通风网络中风流的基本定律和简单通风网路特性 6.掌握自然风压的计算方法 7.了解风道通风压力分布 8.了解吸入口与吹出口气流运动规律 9.掌握均匀送风与置换通风方式的原理
任一过流断面的质量流量为Mi(kg/s),则 Mi = const 这就是空气流动的连续性方程,适用于可压缩和不可压缩流体。 (1)可压缩流体
当S1=S2时,空气的密度与其流速成反比。
(2)不可压缩流体(密度为常数) 其通过任一断面的体积流量Q(m3/s)相等,即 Q = iSi =const 风道断面上风流的平均流速与过流断面的面积成反比。
h= p - p0
二、动压 1.概念 当空气流动时,除位压和静压外,还有空气定向运动的动能, 用Ev表示,J/m3;其单位体积风流的动能所转化显现的压力叫 动压或称速压,用hv表示,单位Pa。
2.计算
设某点的空气密度为ρ i(kg/m3),其定向运动的流速即
风速为i(m/s),则单位体积空气所具有的动能为:
3.ຫໍສະໝຸດ Baidu压与静压的关系
当空气静止时(v=0),如图2-1-2的系统。由空气静力学可 知,各断面的机械能相等。设2-2断面为基准面, 1-1断面总机械能 2-2断面总机械能 E1=Ep01 + p1 E2=Ep02 + p2
由E1=E2得: Ep01 + p1 = Ep02 + p2 由于Ep02 =0(以2-2断面为基准面), Ep01 =ρ
第一节
风流压力
风流压力:单位体积空气所具有的能够对外做功的机械能。 一、静压 1.概念 由分子热运动产生的分子动能的一部分转化的能够对外做功 的机械能叫静压能,用Ep表示(J/m3)。
当空气分子撞击到器壁上时就有了力的效应,这种单位面积 上力的效应称为静压力,简称静压,用p表示(N/m2,即Pa)
工业通风中,静压即单位面积上受到的垂直作用力。
2.特点 (1)无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力。
(2)风流中任一点的静压各向同值,且垂直作用面。
(3)风流静压的大小(可用仪表测量)反映了单位体积风 流所具有的能够对外做功的静压能的多少。 3.表示方法 (1)绝对静压:以真空为测算零点(比较基准)而测得的
12gZ12,又得
p2= Ep01 + p1 = ρ
12gZ12
+ p1
此即空气静止时,位压与静压之间的关系。
4.位压的特点
(1)位压是相对某一基准面具有的能量,它随所选基准面
的变化而变化。 (2)位压是一种潜在的能量,不能像静压那样用仪表进行 直接测量。 (3)位压和静压可以相互转化,当空气由标高高的断面流