氣體流動形態(tài)及壓頭損失解析課件

1.4.1氣體的流動形態(tài)1、雷諾實驗層流1.4氣體流動形態(tài)及壓頭損失1.4.1氣體的流動形態(tài)層流1.4氣體流動形態(tài)及壓頭1過渡流過渡流2紊流紊流3三種流態(tài)（A）層流：流體作有規(guī)則的平行流動，質點之間互不干擾混雜。（B）過渡流：質點沿軸向前進時，在垂直于軸向上也有分速度。（C）紊流：質點間相互碰撞相互混雜，運動軌跡錯綜復雜。三種流態(tài)（A）層流：流體作有規(guī)則的平行流動，質點之間互不干擾42、雷諾準數(shù)及其臨界值圓形管道d為直徑,非圓形管道用當量直徑當量直徑de=4A/SRe≤2300時，流態(tài)為層流；Re≥4000時，流態(tài)為紊流；2300<Re<4000時，流態(tài)為過渡流雷諾準數(shù)ω為臨界流速；ν為流體的運動粘度；d為管道直徑或當量直徑。A—管道截面積；S—管道截面周長2、雷諾準數(shù)及其臨界值圓形管道d為直徑,非圓形管道用當量直徑5【例】某硅酸鹽工業(yè)窯爐內，煙氣的溫度為1000℃，其標態(tài)密度為1.30kg/m3，在截面為0.5×0.6m2的煙道中以3.8m/s的流速通過，煙道內負壓為402Pa，試判斷煙道中煙氣的流態(tài)（設當?shù)卮髿鈮簽?9991Pa）?！纠磕彻杷猁}工業(yè)窯爐內，煙氣的溫度為1000℃，其標態(tài)密度61000℃時煙氣的粘度為：

（或查表）【解】1000℃時煙氣的密度為：

1000℃時煙氣的粘度為：（或查表）【解】1000℃時煙7判斷：煙道中煙氣為紊流

當量直徑：雷諾準數(shù)：判斷：煙道中煙氣為紊流當量直徑：雷諾準數(shù)：81.4.2管道中氣體流速的分布

層流時

紊流時流體在管道截面上速度呈拋物線規(guī)律分布流體在管道截面上速度呈對數(shù)關系分布層流時，平均流速為最大速度一半，動能修整系數(shù)取2。紊流時，平均流速為最大速度0.82~0.85倍，動能修整系數(shù)取1。1.4.2管道中氣體流速的分布層流時紊流時流體在9流動著的粘性氣體，與固體表面接觸時，由于表面的摩擦作用在表面附近形成速度梯度的區(qū)域稱為邊界層。層流邊界層紊流邊界層1.4.3邊界層流動著的粘性氣體，與固體表面接觸時，由于表面的摩擦作用在表面101、摩擦阻力損失(hf)：氣體沿管道流動時由于質點間的內摩擦力及與管壁之間的外摩擦而引起的能量損失。2、局部阻力損失(hm)：當氣體流過的管道發(fā)生局部變化時，如方向轉變、擴張、收縮、設有障礙物等，就在管道的局部變化地區(qū)發(fā)生氣體與管壁的沖擊，或因氣流方向、速度改變而發(fā)生的氣體質點之間的沖擊，因而造成一部分能量損失。1.4.4流動阻力及能量損失的兩種類型

1、摩擦阻力損失(hf)：氣體沿管道流動時由于質點間的內摩擦11摩擦阻力損失計算公式：hf—摩擦阻力損失，Pa；λ—摩擦阻力系數(shù)

l—氣體流經(jīng)的管道長度，m；ρ—氣體密度，kg/m3

d—管道直徑或當量直徑，m；ω—氣體流動速度，m/sA、n—與管壁粗糙度有關的實驗常數(shù)，可由表查出

層流：紊流：摩擦阻力損失計算公式：hf—摩擦阻力損失，Pa；λ—摩擦阻力12局部阻力損失計算公式：hf—摩擦阻力損失，Pa；ζ—局部阻力系數(shù)，ρ—氣體密度，kg/m3，

ω—氣體流動速度，m/s，ρ

0、ω0—氣體在標準狀況下的密度和流速。

ξ值通過查表求得。局部阻力損失計算公式：hf—摩擦阻力損失，Pa；ξ值通過查13特殊情況下的阻力損失ω—料垛空隙中的氣流速度，m/s，ρ—氣體密度，kg/m3，

l—通路長度，m

—局部阻力系數(shù)，其中a—常數(shù)，de—空隙當量=2(高×寬)/(高+寬)(1)料垛的阻力特殊情況下的阻力損失ω—料垛空隙中的氣流速度，m/s，(1)14ω—氣體流速，m/sρ—氣體密度，kg/m3H—物料層的高度，m

ζ″—系數(shù)，決定于物料形狀大小、雷諾準數(shù)及其它因素de—料塊的假定尺寸，(2)塊粒填充物料的阻力損失ω—氣體流速，m/s(2)塊粒填充物料的阻力損失151、不利影響：大的阻力損失使窯內產(chǎn)生大的壓力降，致使漏氣或吸氣現(xiàn)象嚴重；大的阻力損失的窯爐煙囪要建得很高，大大增加基建費用；如用通風機排氣需采用強力的通風機而大大增加電耗。1.4.5阻力損失對窯爐操作的影響1、不利影響：1.4.5阻力損失對窯爐操作的影響162、有利影響：可利用閘板來控制氣體的流量；裝窯時合理調整碼匣缽的密度及吸火孔或火道的寬窄，可保證煙氣流分布均勻，從而使溫度分布