Уравнение объемного и массового расхода

ПОНЯТИЕ РАСХОДА:

Расход — это количество жидкости, газа или пара, проходящее в единицу времени через поперечное сечение трубопровода, канала При этом количество среды, измеренное в объемных единицах, называют объемным расходом, а в массовых — массовым.

Объемный расход определяется по формуле:

Q = V • S,

где Q — объемный расход;
V — скорость потока;
S — площадь поперечного сечения потока.

Массовый расход определяется через плотность и объемный расход:

Qm = Q • ρ,

где Qm — массовый расход;
ρ — плотность измеряемой среды.

Как правило, в качестве объемных единиц измерения количества среды используют: литр (л), кубический сантиметр (см³) и кубический метр (м³); а массовых — грамм (г), килограмм (кг) и тонну (т).

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТОКА:

Наиболее важными характеристиками потока, влияющими на характер движения среды, являются:

• скорость потока;
• плотность измеряемой среды;
• вязкость измеряемой среды.

Вязкостью (динамической) называют физическое свойство текучей среды, характеризующее внутреннее трение между ее слоями. Единицей измерения вязкости является Пуаз (П), вязкость маловязких жидкостей и газов измеряют в сотых долях Пуаза — сантипуазах (сП).

Наряду с динамической вязкостью используют величину, называемую кинематической вязкостью:

где ν — кинематическая вязкость;
µ — вязкость.

Единицей измерения кинематической вязкости служит Стокс (Ст), на практике чаще используется его сотая часть — сантистокс (сСТ).

Вязкость жидких сред с увеличением температуры уменьшается, причем для различных жидкостей данная зависимость различна. В то же время, вязкость жидких сред зависит и от давления, обычно возрастая при его увеличении. Однако, при давлениях, встречающихся в большинстве случаев (до 20 МПа), это изменение незначительно и, как правило, не учитывается.

Для газообразных сред зависимость вязкости от давления и от температуры весьма существенна: с увеличением давления кинематическая вязкость газов уменьшается, а с увеличением температуры — увеличивается.

ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ:

Скорость потока, вязкость и плотность жидкости определяют режим движения жидкости в трубопроводе. Исследование вопроса о механизме движения сред привело к заключению о существовании двух режимов движения жидкости:

• ламинарный режим движения наблюдается при малых скоростях, когда отдельные слои среды движутся параллельно друг другу без перемешивания частиц;
• турбулентный режим движения наблюдается при больших скоростях потока и характеризуется интенсивным перемешиванием частиц.

Критерием оценки обоих режимов является число Рейнольдса:

Re = (V • D • ρ)/µ = (V • D)/ν,

где Re — число Рейнольдса;
D — внутренний диаметр трубопровода.

Ламинарный режим движения наблюдается при Re 4000, хотя данное значение, в зависимости от условий движения потока, может оказаться большим. Режим движения при 2000 При турбулентном же режиме эпюра скоростей имеет более сглаженный характер. Закон распределения скорости по сечению трубопровода играет важную роль при определении действительного расхода среды. Так как данный закон в большинстве случаев неизвестен, используется определение средней скорости потока — скорость, с которой должны двигаться через поперечное сечение потока все частицы, чтобы расход среды был равен расходу, полученному с действительными неодинаковыми для различных частиц скоростями.

В зависимости от принципа измерения, осреднение скорости потока производится либо конструктивным путем, либо вытекает из самого принципа измерения. «Качество» осреднения скорости потока напрямую влияет на точность работы расходомера.

При прохождении потока среды через местные сопротивления (колена, тройники, клапаны ) нарушается распределение скорости потока по сечению трубопровода (поток дестабилизируется). Поэтому, как правило, после местных сопротивлений перед расходомером необходимо выдержать прямой участок для стабилизации потока, в противном случае погрешность измерений может увеличиться. Как правило, для современных расходомеров прямой участок «до» составляет порядка 5…20 DN. Более детальные данные о величине прямых участков приводятся в техническом описании конкретного прибора.

Видео:Что такое расход жидкости, способы измерения объемного и массового расходаСкачать

Массовый расход | Его важные отношения и часто задаваемые вопросы

Массовый расход

Видео:Урок 132. Основные понятия гидродинамики. Уравнение непрерывностиСкачать

Content : Массовый расход

• Массовый расходОпределение
• Уравнение массового расхода | Единица измерения массового расхода
• Массовый расход от объемного расхода
• Массовый расход к скорости | Это отношения друг с другом
• Число Рейнольдса при массовом расходе | Их обобщенная связь
• Проблемы с массовым расходом | Пример массового расхода
• FAQ

Видео:Объемные отношения газов при химических реакциях. 8 класс.Скачать

Массовый расход Определение

Видео:Галилео. Эксперимент. Закон БернуллиСкачать

Уравнение массового расхода | Единицы измерения массового расхода | Обозначение массового расхода

Обозначается м, Он формулируется как,

ρ = плотность жидкости

A = Площадь поперечного сечения

V = скорость потока жидкости

Q = объемный расход или расход

Он имеет единицы измерения кг / с, фунт / мин и т. Д.

Видео:Решение задач на термохимические уравнения. 8 класс.Скачать

Преобразование массового расхода

Видео:Закон БернуллиСкачать

Массовый расход от объемного расхода

В гидродинамике массовый расход может быть получен из объемного расхода с помощью уравнения непрерывности.

Уравнение неразрывности задается формулой

A = Площадь поперечного сечения

V = скорость потока жидкости

Умножая уравнение неразрывности на плотность жидкости, получаем:

ρ = плотность жидкости

Видео:Определение расхода жидкости по перепаду напора на местном сопротивленииСкачать

Массовый расход к скорости | Это отношения друг с другом

ρ = плотность жидкости

A = Площадь поперечного сечения

V = скорость потока жидкости

Q = объемный расход или расход

Для несжимаемой жидкости, проходящей через фиксированное поперечное сечение, массовый расход прямо пропорционален скорости протекающей жидкости.

Видео:Урок 133. Закон Бернулли. Уравнение БернуллиСкачать

Число Рейнольдса при массовом расходе | Их обобщенная связь

Число Рейнольдса определяется уравнением

L_c = Характерная длина

V = скорость потока жидкости

ρ = плотность жидкости

μ = динамическая вязкость жидкости

Умножьте числитель и знаменатель на площадь поперечного сечения A

Но массовый расход

Таким образом, число Рейнольдса становится

Видео:Урок 156. Уравнение состояния идеального газа. Квазистатические процессыСкачать

Проблемы с массовым расходом | Пример массового расхода

Видео:Измерение количества и расхода жидкостиСкачать

Q.1] Турбина работает с постоянным потоком воздуха, вырабатывая 1 кВт мощности за счет расширения воздуха от 300 кПа, 350 K, 0.346 м. ₃ / кг до 120 кПа. Скорость на входе и выходе составляет 30 м / с и 50 м / с соответственно. Расширение следует Закону PV. 1.4 = C. Определить массовый расход воздуха?

Согласно уравнению энергии стационарного потока

Видео:Вывод уравнения неразрывности - Лекция 1Скачать

Q.2] Воздух входит в устройство при 4 МПа и 300 o C со скоростью 150 м / с. Входная площадь 10 см. 2 и площадь выхода 50 см. 2 .Определите массовый поток, если воздух выходит при 0.4 МПа и 100 ° С. o C?

Ответ: A₁ = 10 см 2 , P₁ = 4 МПа, Т₁ = 573 К, В₁ = 150 м / с, А₂ = 50 см 2 , P₂ = 0.4 МПа, Т₂ = 373 К

Видео:Уравнение состояния идеального газа. 10 класс.Скачать

Q.3] Идеальный газ, имеющий удельную теплоемкость при постоянном давлении 1 кДж / кг · К, входит и выходит из газовой турбины с той же скоростью. Температура газа на входе и выходе турбины составляет 1100 и 400 Кельвинов соответственно. Выработка электроэнергии составляет 4.6 МВт, а утечки тепла через корпус турбины составляют 300 кДж / с. Вычислите массовый расход газа через турбину. (ВОРОТА-17-НАБОР-2)

Решение: C_p = 1 кДж / кг · К, В₁ V =₂T₁ = 1100 К, Т₂ = 400 К, Мощность = 4600 кВт

Тепловые потери из корпуса турбины 300 кДж / с = Q

Согласно уравнению энергии стационарного потока

Видео:Урок 194. Уравнение Ван-дер-ВаальсаСкачать

FAQ

Видео:ХИМИЯ С НУЛЯ — Как решать задачи по Химии на Массовую ДолюСкачать

Почему важен массовый расход?

Ответ: Массовый расход важен в широком диапазоне областей, включая гидродинамику, фармацевтику, нефтехимию и т. Д. Важно убедиться, что нужная жидкость с желаемыми свойствами течет в требуемое место. Это важно для поддержания и контроля качества потока жидкости. Его точные измерения обеспечивают безопасность рабочих, работающих в опасной и опасной среде. Это также важно для хорошей производительности и эффективности машины, а также для окружающей среды.

Видео:Закон Авогадро. Молярный объем. 8 класс.Скачать

Массовый расход воды

Массовый расход определяется уравнением

Плотность воды 1000 кг / м 3

Видео:Трубка Пито и скоростной напорСкачать

Массовый расход воздуха

Массовый расход определяется уравнением

Плотность воздуха 1 кг / м 3

Видео:Парадокс сужающейся трубыСкачать

Как получить массовый расход из энтальпии?

Теплопередача в жидкости и термодинамике определяется следующим уравнением

Где Q = теплопередача, m = массовый расход, h = изменение энтальпии При постоянном подводе или отводе тепла энтальпия обратно пропорциональна массовому расходу.

Видео:Диафрагма. Измерение расхода. Закон Бернулли. АнимацияСкачать

Как получить массовый расход из Velocity?

В гидродинамике массовый расход может быть получен из объемного расхода с помощью уравнения непрерывности.

Уравнение неразрывности задается формулой

A = Площадь поперечного сечения

V = скорость потока жидкости

Умножая уравнение неразрывности на плотность жидкости, получаем:

Видео:Работы5 6 Измерение расхода с помощью диафрагмы. Определение потерь напора в цилиндрической трубеСкачать

Может ли массовый расход быть отрицательным

Величина массового расхода не может быть отрицательной. Если нам предоставлен массовый расход с отрицательным знаком, это обычно указывает на то, что направление массового потока изменено на противоположное, чем принимаемое во внимание направление.

Массовый расход идеального сжимаемого газа

Предполагается, что воздух является идеальным сжимаемым газом с C_p = 1 кДж / кг. К.

Массовый расход определяется уравнением

Плотность воздуха 1 кг / м 3

Как я могу узнать массовый расход охлаждающей жидкости R 134a и ее температуру в бытовом морозильнике? Как я могу их узнать?

Предполагая, что бытовой морозильник работает по циклу сжатия пара, для определения массового расхода хладагента R-134a нам необходимо найти:

1. Чистая холодопроизводительность или эффект — обычно указывается для данной конкретной модели морозильной камеры.
2. Давление и температура на входе компрессора
3. Давление и температура на выходе компрессора
4. Температура и давление на входе в испаритель
5. Температура и давление на выходе из конденсатора
6. Для диаграммы Ph найдите энтальпию во всех вышеперечисленных точках.
7. Чистый эффект охлаждения = массовый расход * [ч₁ — ч₂]

Какова взаимосвязь между давлением и массовым расходом. Увеличивается ли массовый расход при повышении давления и уменьшается ли массовый расход при понижении давления?

V = скорость потока жидкости

μ = динамическая вязкость жидкости

d = диаметр трубы

Согласно уравнению Хагена Пуазейля

Умножение числителя и знаменателя на ρA

где ν = кинематическая вязкость = μ / ρ

Таким образом, по мере увеличения перепада давления увеличивается массовый расход и наоборот.

Для сужающегося сопла, если давление на выходе меньше критического давления, каков будет массовый расход?

Согласно описанной ситуации, выходная скорость сопла равна

Массовый расход будет

A₁,₂ = Входная и выходная площадь сопла

C₁, C₂ = Скорость на входе и выходе из сопла

P₁, P₂ = Давление на входе и выходе

V₁, V₂ = Объем на входе и выходе из сопла

n = индекс расширения

Почему массовый расход равен ρVA, а объемный расход равен AV?

В гидродинамике массовый поток может быть получен из объемного расхода с помощью уравнения непрерывности.

Уравнение неразрывности задается формулой

A = Площадь поперечного сечения

V = скорость потока жидкости

Умножая уравнение неразрывности на плотность жидкости, получаем массовый расход:

ρ = плотность жидкости

Как принцип Кориолиса используется для измерения массового расхода?

Массовый расходомер Кориолиса работает по принципу Эффект Кориолиса и это настоящий массовый расходомер, потому что он измеряет массовый расход напрямую, а не измеряет объемный расход и преобразует его в массовый расход.

Измеритель Кориолиса работает линейно, при этом не требуется никаких настроек для изменения характеристик жидкости. Это не зависит от характеристик жидкости.

Жидкости позволяют течь через U-образную трубку. Сила возбуждения, основанная на колебаниях, воздействует на трубку, заставляя ее колебаться. Вибрация заставляет жидкость вызывать скручивание или вращение трубы из-за ускорения Кориолиса. Ускорение Кориолиса действует противоположно приложенной силе возбуждения. Возникающее скручивание приводит к запаздыванию потока между входной и выходной стороной трубы, и это запаздывание или разность фаз пропорциональна массовому расходу.

Какая связь между массовым расходом и объемным расходом?

В гидродинамике массовый расход может быть получен из объемного расхода с помощью уравнения непрерывности.

Уравнение неразрывности задается формулой

A = Площадь поперечного сечения

V = скорость потока жидкости

Умножая уравнение неразрывности на плотность жидкости, получаем:

ρ = плотность жидкости

Какова формула определения массового расхода в конденсаторе с водяным охлаждением?

h₁ = энтальпия воды на входе в конденсатор

T₁ = Температура воды на входе в конденсатор

h₂ = энтальпия воды на выходе из конденсатора

T₂ = Температура воды на выходе из конденсатора

C_p = Удельная теплоемкость воды при постоянном давлении

Как найти массовый расход в зависимости от температуры и давления?

V = скорость потока жидкости

μ = динамическая вязкость жидкости

d = диаметр трубы

Согласно уравнению Хагена Пуазейля

Умножение числителя и знаменателя на ρA

где ν = кинематическая вязкость = μ / ρ

Таким образом, с увеличением перепада давления m увеличивается.

Согласно уравнению энергии стационарного потока

Почему при ограниченном потоке мы всегда контролируем давление на выходе, в то время как максимальный массовый расход зависит от давления на входе

Невозможно регулировать массовый расход заслонки путем изменения давления на выходе. Когда звуковые условия достигают горловины, возмущения давления, вызванные регулируемым давлением на выходе, не могут распространяться вверх по потоку. Таким образом, вы не можете контролировать максимальную скорость потока, регулируя противодавление на выходе для засоренного потока.

Массовый расход. Уравнение неразрывности

Весьма важной характеристикой течения газа (пара) является массовый расход G, т.е. масса вещества, протекающего через поверхность площадью f в единицу времени. При течении газа в каналах в одномерном приближении массовый расход определится следующим образом:

(7.9)

Здесь ρ=1/v – плотность газа (пара), кг/м 3 ; v – удельный объём, м 3 /кг.

Определение массового расхода (7.9) может быть записано в дифференциальной форме. Для этого сначала вычислим логарифм расхода , а затем применим операцию взятия дифференциала от каждого слагаемого. В результате получим

(7.10)

Если стенки канала непроницаемы для вещества, то, на основании закона сохранения массы, в стационарном режиме массовый расход газа (пара) через любое сечение канала будет постоянной величиной, т.е. G=const. Тогда (7.10) запишется в виде, который часто называют уравнением неразрывностиили сплошности:

(7.11)

Сопло и диффузор

Запишем I закон термодинамики при принятых выше допущениях с точки зрения неподвижного наблюдателя (7.8) и с точки зрения наблюдателя, жёстко связанного с системой:

(7.12)

Поскольку оба эти выражения описывают одну и ту же систему, из их сравнения находим

(7.13)

На основании этого выражения можно ввести два определения:

1) сопло – канал, предназначенный для ускорения потока (dw>0) за счёт уменьшения давления (dp 0) за счёт торможения потока (dw

Отсюда, приравнивая числитель нулю при β =β_кр, получаем

(7.23)

Таким образом, критическое отношение давлений при адиабатном течении идеального газа в соплах зависит только от его показателя адиабаты, т.е. от числа атомов в молекулах, составляющих газ. Значения β_кр представим в табл.7.1, которая является расширением табл.2.1. Здесь же приведено ориентировочное значение критического отношения давлений для водяного пара вблизи верхней пограничной кривой, которое может быть использовано для практических расчётов.

Для выяснения физического смысла расхождения теории с экспериментом в интервале значений отношения давлений , подставим β = β_кр (7.23) в выражение для скорости истечения из адиабатического сопла (7.17) :

С другой стороны, из условия адиабатичности процесса течения имеем

Отсюда находим, что скорость истечения газа при критическом отношении давлений определяется выражением

(7.24)

а это есть не что иное, как скорость звука в газах, т.е. скорость распространения малых возмущений давления, плотности и т.д. Таким образом, аномалия в поведении скорости потока в адиабатическом сопле связана с переходом от дозвукового режима течения к сверхзвуковому.

Дата добавления: 2015-12-22 ; просмотров: 2553 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ