1.2 流速、流量、流量平衡
―、流速和流量
液体当受到外力(如重力、压力、离心力等)作用并失去平衡时,便会产生流动。流动的快慢,是用流速C,即每秒钟流过的距离来表示的,单位为米/秒。如果与流速方向相垂直的管路横截面(也叫液流断面>大气压的水的饱和温度也可说这一个标准太气压是10(TC水的饱和蒸汽压。
面积为F平方米,那末在单位时间内液体流过该横截面的量便是流量Q,即Q=CF米3/秒 (1—6)Q是体积流量,离心泵中常用到它,其单位也可有米V时或升/秒,换算关系为:
流量是由生产任务,東的送液量决定的,是一个已知的数值,我们只要选定一个液体的适宜速度,就能用公式(1一6 )确定管遣的截面。对于水犮低粘度液体,一般取流速为1〜3米/秒,对高粘度液体,则不超过(K5〜1.0米/秒,如果管道是圆形的,则管内径d内可以这样推得:
饱和标准大气HI乜称物理大气压,它等于1,0332公斤/M米3。塔,其每小时送液量为36米试确定输水管所需直径。解今选取水的流速为2米/秒,而水的流量为:
从附录四的管材规格中选用杣8.5X4 (即管子外径x壁厚,毫米)的水煤气管,其内径d内=肋5-2X4毫米,与求得的基本一致。
在计算时一定要注竞単位的统,(海个H箅公式,对其中毎个符号的单位都有一定的要求)如这个题S中的流贵,不能直接将%米VW代入,一定要化成米V秒启才能计算。否则即使公式正确,也会得出错误的结果。
二、流畺平衡
液体在管道中流动时,町髀沿途液流断两不同(如变径管)或冇支路的怙况。遇到这祌情况时,管内流速、流呈将如何呢?图1—3为液体从小截面〗叫流到大截ffnU的情形。
公式(1—8)、(1-8)的流量平衝犮程式在流体力学中称连续性力稈式,它的物珲意义是:泣体在同一管道系统中作稳定流动时,通过各截面fW流量泪等,或者说在流量相同时,截M积小的地方流I大.截面积大的沔力流速小,流速与液流断M积成反比。这是一个很重要的概念。
但如图1—4所示的管有支路的情况时,截面2—2与3—3之间却不能识
认为截面2比3—3大,流速C2就比cvi>。闪为流过截面2—2的液体并不流过截面3—3,所以就不能运用上列方程式。但流过截面的液体必然经过截2—2、3—3,所以截而1—1处的流量匕一定等于截而> 2—2和3—3处的流量与之和,即QI=Q2 +Q3 (1—9)
〔例1—4〕若图1一4中粗的导管规格为种9x4,细的支管規格为似8\2.5,弁测得截面1一1处的流速为].122米/秒,截面3—3处的流量为8升/分,试问H个截商处的流速、流量各是几何?解由于截面1—1处的流速(C1=1.122米/秒,且内径如,⑽-2X4H毫米= 0.081米,所以流量Q1=C1F1, Fi=1.122x0.785x〇*081E -0,005793