氣體流量和流速及與壓力的關(guān)系精品（精編版）

1、【關(guān)鍵字】生物、建議、情況、方法、條件、動(dòng)力、質(zhì)雖、地方、問(wèn)題、矛盾、要點(diǎn)、合理、加大、保持、提出、發(fā)現(xiàn)、合力、規(guī)律、理想、思想、作用、水平、速度、關(guān)系、簡(jiǎn)化、調(diào)節(jié)、推廣、滿足、確保、解決、方向氣體流量和流速及與壓力的關(guān)系流量以流量公式或者計(jì)疑單位劃分有三種形式：體積流疑：以體積 / 時(shí)間或者容積川寸間表示的流量。如：m3/h ,1/h體積流量(q)=平均流速(v) x 管道截而積(a)質(zhì)量流量：以質(zhì)量 / 時(shí)間表示的流量。如：kg/h質(zhì)量流疑 (m)= 介質(zhì)密度(p) x 體積流量 (q)=介質(zhì)密度(p) x平均流速(v) x 管道截而積(a)重量流量：以力/ 時(shí)間表示的流量。如kgf/h重

2、量流量(g)=介質(zhì)重度 ( 丫)* 體積流量 (q)=介質(zhì)密度(p) x 重力加速度 (g) x 體積流量 (q)=重力加速度 (g) x質(zhì)疑流疑 (m)氣體流量與壓力的關(guān)系弋體流量和壓力是沒(méi)有關(guān)系的。所謂壓力實(shí)際應(yīng)該是節(jié)流裝置或者流量測(cè)量元件得出的差壓，而不是流體介質(zhì)對(duì)于管道的靜壓。這點(diǎn)一定要弄清楚。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的反例：一根管道，徹底堵塞了，流量是0 ,那 么壓力能是0嗎？好的，那么我們將這個(gè)堵塞部位開(kāi)1個(gè)小孔，產(chǎn)生很小的流量，( 孔 很小啊 )，流量不是0了。然后我們加大入口壓力使得管道壓力保持原有量，此刻就矛盾了，壓力還是那么多，但是流量已經(jīng)不是0 了。因此，氣體流量和壓力是沒(méi)有關(guān)系的。流

3、體 ( 包括氣體和液體 ) 的流量與壓力的關(guān)系可以用里的一來(lái)表達(dá)：p+pgz+(l/ 2)*pv2=c式中p、p、v分別為流體的、密度和速度.z為垂直方向高度 ;g為，c是不變的。對(duì)于氣體，可忽略重力，簡(jiǎn)化為：p+(l/2)*pv 2=c 那么對(duì)于你的問(wèn)題，同一個(gè)管道水和水銀, 要求重量相同，那么水的重量是g1=q1 *vl, q1 是水流量,vl 是水速 . 所以g1=g2 -ql*vl=q2*v2-vl/v2=q2/ql pl+(l /2)*p l*vl 八2=c p2+(l/2)*p2*v2 *2=c - (c-pl) / (c-p2) = p l*vl/ p 2*v2 - (c-pl)

4、/(c-p2) = p l*vl/p 2*v2=q2/ql -(c-pl)/(c-p2) =q2/q1 因此對(duì)于你的問(wèn)題要求最后流出的重量相同，根據(jù)推導(dǎo)可以發(fā)現(xiàn)這種情況下，流量是由壓力決定的，因?yàn)閜l如果很大的話，那么q1可以很小 ,pl如果很小的話q1就必須大 . 如果你能使管道內(nèi)水的壓強(qiáng)與水銀的壓強(qiáng)相同，那么q2=q1補(bǔ)充 : 這里的壓強(qiáng)是指管道出口處與管道入口處的流體壓力差.壓力與流速的計(jì)算公式?jīng)]有“壓力與流速的計(jì)算公式”。流體力學(xué)里倒是有一些類似的計(jì)算公式，那是附加了很多苛刻的條件的，而且適用的范圍也很小1，壓力與流速并不成比例關(guān)系，隨著壓力差、管徑、斷面形狀、有無(wú)拐彎、管壁的粗糙度、

5、是否等徑/ 流體的粘度屬性，無(wú)法確定壓力與流速的關(guān)系。2, 如果你要確保流速，建議你安裝流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥。也可以考慮定容輸送。要使流體流動(dòng)，必須要有壓力差( 注意：不是壓力！ ) ，但并不是壓力差越大流速就一定越大。當(dāng)你把調(diào)節(jié)閥關(guān)小后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)閥前后的壓力差更大，但流量卻更小。流量、壓力差、直徑之間關(guān)系：q=p+pgsl+(1/2)*pva2 式中：q流量,mp/s；p管道兩端壓力差 ,pa；p - 密度,kg/mp；g - ,m/sa2；s管道摩阻，s=10.3*na2/da5.33,n為管內(nèi)壁糙率，d為管內(nèi)徑 ,m；l - ,mov流速，v = 4q/(3.1416*da2),流速單位m/s

6、。對(duì)于氣體，可忽略重力，簡(jiǎn)化為：q=p+(1/2)*pv a2 式中， p 是壓強(qiáng)， p 是液體密度， h 是到參考面的高度，v 是液體速度?；拘畔⒅形拿Q：伯努利方程上式各項(xiàng)分別表示單英文名稱： bernoulli equation 立義及摘要：流體在忽略粘性損失的流動(dòng)中，流線上任意兩點(diǎn)的壓力勢(shì)能、動(dòng)能與位勢(shì)能之和保持不變。這個(gè)理論是由瑞士數(shù)學(xué)家丹尼爾第一?伯努利在1738 年提岀的，當(dāng)時(shí)被稱為伯努利原理。后人又將重力場(chǎng)中歐拉方程在定常流動(dòng)時(shí)沿流線的枳分稱為伯努利積分，將重力場(chǎng)中無(wú)粘性流體定常絕熱流動(dòng)的能量方程稱為伯努利左理。這些統(tǒng)稱為伯努利方程， 是流體動(dòng)力學(xué)基本方程之一。伯努利方程實(shí)質(zhì)

7、上是在理想流體定常流動(dòng)中的表現(xiàn), 它是液體力學(xué)的基本規(guī)律. 詳細(xì)介紹理想正壓流體在有勢(shì)體積力作用下作左常運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方程( 即) 沿流線積分而得到的表達(dá)運(yùn)動(dòng)流體守恒的方程。因著名的瑞士科學(xué)家d.伯努利于 1738 年提岀而得塔。對(duì)于重力場(chǎng)中的不可圧縮均質(zhì)流體 , 方程為 p+pgh+(1/2fpva2=c 式中 p、p、v 分別為流體的、和；h 為鉛垂髙度； g為；c 為常疑。體的壓力能 p、重力勢(shì)能 pgh 和動(dòng)能 (1/2)*pv a2,在沿流線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，總和保持不變，即總。但各流線之間總能量 ( 即上式中的常量值) 可能不同。 對(duì)于氣體， 可忽略， 方程簡(jiǎn)化 為 p+(1/2)*pv

8、a2=常量(po), 各項(xiàng)分別稱為靜壓、動(dòng)壓和總壓。顯然，流動(dòng)中速度增大，壓強(qiáng)就減?。核俣葴p小，壓強(qiáng)就增大；速度降為零，壓強(qiáng)就達(dá)到最大( 理論上應(yīng)等于總壓 ) 。 飛機(jī)機(jī)翼產(chǎn)生舉力，就在于下翼面速度低而壓強(qiáng)大，上翼而速度高而壓強(qiáng)小，因而合力向上。據(jù)此方程，測(cè)量流體的總壓、靜壓即可求得速度，成為測(cè)速的原理。在無(wú)旋流動(dòng)中，也可利用無(wú)旋條件積分歐拉方程而得到相同的結(jié)果但涵義不同，此時(shí)公式中的常量在全流場(chǎng)不變 , 表示各流線上流體有相同的總能疑，方程適用于全流場(chǎng)任意兩點(diǎn)之間。在粘性流動(dòng)中，粘性摩擦力消耗機(jī)械能而產(chǎn)生熱，機(jī)械能不守恒，推廣使用伯努利方程時(shí)，應(yīng)加進(jìn)機(jī)械能損失項(xiàng)。圖為驗(yàn)證伯努利方程的空氣動(dòng)力

9、實(shí)驗(yàn)。補(bǔ)充： p1 +p(v1 )a2/2+pgh1=p2+p(v2)a2/2+pgh2 (1) p+pgh+(1 /2)*pva2=常量(2) 均為伯努利方程其中 pva2/2 項(xiàng)與流速有關(guān)，稱為動(dòng)壓強(qiáng)，而p 和 pgh 稱為靜壓強(qiáng)。伯努利方程揭示流體在重力場(chǎng)中流動(dòng)時(shí)的能量守恒。由伯努利方程可以看出，流速快壓力低壓強(qiáng)小，流速慢壓力奇壓強(qiáng)大。還有一個(gè)相近回答：這個(gè)方程并非是描述液體的運(yùn)動(dòng)，而應(yīng)該是描述理想氣體的絕熱立常流動(dòng)的，比如它可以近似地描述火箭或者噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣流( 你可以參考第26 屆 全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽中的熱學(xué)題) 。貝中的伽馬 ( 像 r-樣的那個(gè)希臘字母，我打不岀來(lái)，用

10、r 來(lái)替代 ) 是氣體的比熱容比，即氣體的泄壓摩爾熱容與定體摩爾熱容之比，對(duì)理想氣體來(lái)說(shuō)是個(gè)常數(shù)。這個(gè)公式中，左邊 v 是氣體流動(dòng)的速度，p 是氣體的壓強(qiáng)， p 下面的希臘字母代表氣體的密度。右邊的popho0 是指速度為 0 的地方氣體的壓強(qiáng)和密度。 這個(gè)公 式的推導(dǎo)和流體的伯努利方程思想相同，只是要考慮到此時(shí)氣體是可壓縮的，結(jié)合理想氣體的狀態(tài)方程即可推導(dǎo)出。應(yīng)用要點(diǎn)應(yīng)用伯努利方程解決實(shí)際問(wèn)題的一般方法可歸納為：1. 先選取適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)水平面；2. 選取兩個(gè)計(jì)算截面，一個(gè)設(shè)在所求參數(shù)的截面上，另一個(gè)設(shè)在已知參數(shù)的截而上：3. 按照液體流動(dòng)的方向列岀伯努利方程。舉例說(shuō)明圖 ii.4-3 為一噴油

11、器，已知進(jìn)口和出口直徑d1=8mm, 喉部直徑 d2=7.4mm, 進(jìn)口空氣壓力p1=0.5mpa, 進(jìn)口空氣溫度t1=300k, 通過(guò)噴汕器的空氣流qa=500l/min(anr), 油杯內(nèi)油的密度p二 800kg/rm 問(wèn)油杯內(nèi)比喉部低多少就不能將油吸入管內(nèi)進(jìn)行噴油？解：由氣體狀態(tài)方程，知進(jìn)口空氣密度p= (p1 +patm)*m/(rtl) = (0.5+0.1) *29/ (0.0083*300) kg/m=6.97kg/m 求通過(guò)噴油器的質(zhì)量流量qm=pawqa=(1.185*500*10a-3)/60=0.009875kg/s 求截而積 1 和截而積 2 處的平均流速：u1=qm/

12、(p1a1)=0.009875/(6.97*0.785*0.008a2)m/s=28.2m/s u2=qm/(p2a2)=0.009875/(6.97*0.785*0.0074)m/s=32.9m/s 由伯努利方程可得p1 -p2=0.5*p1 (u2a2-u1 a2)=0.5*6.97(32.9a2-28.2a2)pa=1200.94pa 吸油管內(nèi)為靜止油液，若能吸入喉部，必須滿足：p1-p2pgh h(p1 -p2)/pg=1200.94/(800*9.8)m=0.153m 故說(shuō)明汕杯內(nèi)油而比喉部低153mm 以上便不能噴油。其實(shí)就是能量守恒定理但是沒(méi)必要死記硬背有興趣的話可以照我說(shuō)的推倒

13、一下包你想忘都忘不了。因?yàn)椴匠叹褪庆o壓能，動(dòng)壓能，勢(shì)能和功的變化的總和等于能量的摩擦損失總和的一個(gè)推倒公式， 說(shuō)的更簡(jiǎn)單點(diǎn)就是幾種形式的功相加到一起。靜壓能 +勢(shì)能+動(dòng)壓能 +功二常數(shù)。即：p/p+gz+(l/2)*v2+w=c之所以伯努利方程式這樣表述是因?yàn)槲覀兺ǔ＿\(yùn)用的是在一千克下的狀態(tài)推倒的公式即每一項(xiàng)的單位都是焦耳/ 千克所以在具體運(yùn)算中要注意單位換算！其實(shí)用一個(gè)壓力公式就能把它推倒完成。首先我們來(lái)說(shuō)靜壓能p=f/s=mg/s兩邊同時(shí)乘以一個(gè)體積v就可以得到p v=mgv/s簡(jiǎn)化一下就可以得到pv二w這也就是體積功因?yàn)槿绻麚Q算成每千克狀態(tài)還可以簡(jiǎn)化為pm/ p =w/m這就是第一項(xiàng)靜壓能的推倒w=p/ p接下來(lái)是勢(shì)能同樣的p=f/s=mg/s和上面的推倒一樣兩邊同時(shí)乘以一個(gè)體積就可以得到pv=mgv/s也就是w=mgz如果換算成每千克狀態(tài)就兩邊同時(shí)除以一個(gè)質(zhì)量m和上面一樣簡(jiǎn)化成w/m=mgz這就是勢(shì)能的推倒w=gzo第三項(xiàng)動(dòng)能的推倒我想就更簡(jiǎn)單了w=(l/2)m*v2和上面兩項(xiàng)一樣如果要換算成每千克狀態(tài)就兩邊同時(shí)除以一個(gè)質(zhì)量m就簡(jiǎn)化成w/m=(1/2)m*v2