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    流體力學參數(流體流動阻力系數)

    2022-06-07??瀏覽次數:1

    沈女士通過壓頭和濾失量計算兩個專題,初步探討了流體運動的機理。本期,參數女士再次回到流體運動研究的話題,分析計算流阻或風阻,用風阻連接圖代替實際管路,簡化電機風路計算。

    對管道流阻或風阻兩個專題的研究表明,當:流體通過管道時,無論是摩擦損失還是局部損失,對應的壓降都可以用流體的動壓作為基值來表示。

    p= /gV2/2……(1)

    ——公式(1)中的局部損耗系數

    伽馬——重度(北/s3)

    g—— 9.81 (m/s2)

    V——流速(米/秒)

    設s為管道的橫截面積,q為流速,等式(1)可寫成

    p= /gV2/2=/2gS2(SV)2=/2gS22=Z2

    即 p=Z2……(2)

    在公式(2)中,Z=/2gS2稱為管道的流動阻力;如果流體是氣體,則稱為風阻;不同類別對應的損失分別稱為摩擦阻力、擴展風阻、減小風阻、轉向風阻、進口風阻和出口風阻。

    具有流阻或風阻的串并聯氣體通過管道時,通常會有一種以上的損耗,即經過幾個風阻后,可以串聯、并聯或串并聯。在計算和研究通風問題時,通常用風阻連接圖代替實際管道,稱為風路圖。

    串聯風路圖1所示的管道可以用風路圖2代替,其中Z1為進口風阻,Z2為擴展風阻,Z3為轉彎風阻,Z4為減小風阻,Z5為出口風阻。

    如果管道較長,還應考慮與管壁的摩擦,即摩擦風阻Z6(圖中未顯示)。

    圖2中所示的通過每個風阻的氣流是相同的,也就是說,這些風阻在風路徑中串聯。

    根據(2),,公式,氣體流經整個管道或風道所需的總壓力等于各部分壓力損失之和,因此

    ZdQ2=Z1Q2Z2Q2Z3Q2Z4Q2Z5Q2

    ZD=Z1 Z2 Z3 Z4 Z5……(3)

    當n次風過時

    Zd=Z1 Z2 Z3 ……鋅=鋅……(4)

    因此,當風路徑串聯時,組合風阻是所有風阻部分的總和。

    串并聯風道圖3為串并聯管道。

    圖4顯示了它的風路。

    第一分支的壓降

    p=ZQ2……(5)

    在公式(5)中,z I=z2 z3

    支路中的壓降

    p=ZQ2……(6)

    在公式(6)中,Z =Z4Z5Z6

    由于分支一和分支二具有共同的入口和出口,所以兩個分支的壓降相等,即

    p=p=p=ZdQ2……(7)

    ZD=p/Q2=ZQ2/(QQ)2=Z/(1 Q/Q)2

    =Z/(1Z/Z)2=1/(1/Z1/Z)2

    如果并聯有n個風阻,等效風阻為

    ZD=1/(1/Zn)2……(8)

    因此,圖4顯示了風路徑Z=Z1 Zd Z7 Z8的合成風阻。

    綜合計算,電機內流體帶走的損耗為p(單位:kW),根據能量守恒關系所需的冷卻介質總流量為

    q=p/(Caa)(m3/s) ……(9)

    在公式(9)中,冷卻介質Ca——對于空氣的比熱(j/m)為1100j/m。

    a——冷卻介質通過電機后的溫升(),一般為15 ~ 20

    在上面的討論中,管道或風路簡化為流阻或風阻網絡圖,合成流阻或風阻Z以類似電路圖的形式通過串并聯求解得到,因此維持流量Q需要補充的流體壓力(從入口到出口的壓降)為

    p=ZQ2 .……(10)

    由此可見,研究流體運動的核心是流速和流體壓力

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