Ukupni, statički i dinamički tlak. Mjerenje tlaka u zračnim kanalima ventilacijskih sustava

Kako je iskustvo pokazalo praktični rad povezani s upotrebom crpne opreme, mnogi ljudi pogrešno odabiru opremu bez ulaženja u fiziku procesa. Želimo održati tečaj koji opisuje fizički procesi u hidrauličkom sustavu. Ove će informacije biti korisne svim čitateljima. Sve bi trebalo biti vrlo jednostavno, jer smo se pri pisanju ove serije članaka vodili jednostavnošću prezentacije. Nadamo se da će vam informacije biti korisne.

1. Karakteristike sustava
Glavna svrha hidrauličkih sustava u većini slučajeva je ili opskrba tekućinom od izvora do tražene točke, odnosno punjenje spremnika koji se nalazi na višoj nadmorskoj visini, ili cirkuliranje tekućine kroz sustav kao način prijenosa topline.
Tlak potreban za stvaranje protoka fluida mora biti podešen na traženu vrijednost i mora kompenzirati gubitke u sustavu. Postoje dvije vrste gubitaka: statički pad i gubici zbog trenja.

Statička glava je razlika u visini između usisnog i tlačnog spremnika, kao što je prikazano na sl. 1. Ne ovisi o brzini protoka, kao što je grafički prikazano na sl. 2.
Gubitak visine trenja(ponekad se naziva i dinamički pad visine) nastaje dok dizana tekućina prolazi kroz cijevi, ventile i drugu opremu u sustavu. Ti su gubici proporcionalni površini koju pokriva protok.
Zatvorena petlja cirkulacijski sustav, nedostupan atmosferskom tlaku, ima samo hidrauličke gubitke tlaka sustava zbog trenja, koji su obrnuto proporcionalni brzini protoka, kao što je prikazano na sl. 3.

2. Grafikon krivulje hidrauličke karakteristike
Većina sustava ima i statički pad i gubitak tlaka zbog trenja, a većina slučajeva prikazana je u dvije krivulje na Sl. 4 i 5. Vrijednost omjera gubitka statičke visine i visine trenja, u cijelom radnom području, utječe na učinkovitost koju treba postići pri radu motora s frekvencijskim upravljanjem.
Statička glava je značajka individualni sustav, smanjujući ovaj tlak gdje je to moguće, to obično štedi troškove instaliranja i rada crpke. Gubitke tlaka zbog trenja treba smanjiti kako bi se smanjili troškovi rada crpke, ali nakon uklanjanja nepotrebnih cjevovodna armatura i presjeka cijevi, daljnje smanjenje gubitaka tlaka zahtijevat će veće promjere cijevi, što će povećati troškove instalacije.

3. Hidraulička krivulja pumpe
Karakteristike crpke mogu se također grafički izraziti kao omjer visine i protoka. Pogledajte sl. 6 za centrifugalne pumpe i sl. 7 za klip.
Centrifugalne crpke imaju hidrauličku karakterističnu krivulju, gdje se s povećanjem protoka tlak postupno smanjuje, ali za klipne pumpe, bez obzira na vrijednost tlaka, protok je gotovo konstantan.

4. Radna točka pumpa
Kada je crpka ugrađena u sustav, njihova interakcija može se grafički prikazati preklapanjem crpke i hidrauličke krivulje sustava (Slika 8 i Slika 9).
Ako se stvarna hidraulička krivulja sustava razlikuje od projektirane krivulje, crpka će raditi na različitoj visini i točki protoka od očekivane.
Kod klipnih pumpi, ako se hidraulički otpor sustava poveća, pumpa će povećati ispusni tlak i održavati gotovo konstantan protok, ovisno o viskoznosti tekućine i vrsti pumpe. Bez upotrebe zaštitnih armatura cjevovoda, vrijednost tlaka može doseći kritičnu razinu.
Za centrifugalne pumpe povećanje hidrauličkog otpora sustava u konačnici će smanjiti protok na vrijednost "O", ali maksimalna vrijednost tlak, kao što je prikazano na sl. 8 je ograničeno. Osim toga, u takvim uvjetima moguće je kratko razdoblje rada crpke. Pogreška u izračunu krivulje hidrauličkog sustava najvjerojatnije će također dovesti do odabira centrifugalna pumpa ne zadovoljava optimalne specifikacije.
Pri odabiru veće crpke koja će raditi pri većim brzinama protoka ili čak uvjetima prigušenja, dodatna rezerva snage će povećati potrošnju energije i skratiti vijek trajanja crpke.

Ukupni, statički i dinamički tlak

Kada se zrak kreće kroz eksploziv u bilo kojem presjeku, razlikuju se 3 vrste tlaka:

Statički,

Dinamičan,

Statički tlak određuje potencijalnu energiju 1 m 3 zraka u presjeku koji se razmatra. Jednak je pritisku na stijenke zračnog kanala. .

Dinamički pritisak – kinetička energija protoka po 1 m3 zraka.

– gustoća zraka,

Brzina zraka, m/s.

Puni pritisak jednak zbroju statičkog i dinamičkog tlaka.

Uobičajeno je koristiti vrijednost viška tlaka, uzimajući ga kao konvencionalnu nulu Atmosferski tlak na razini sustava. U odvodnim zračnim kanalima, puni i statični nadpritisak uvijek “+”, tj. pritisak >. U usisnim zračnim kanalima ukupni i statički pretlak je "-".

Mjerenje tlaka u zračnim kanalima ventilacijskih sustava

Tlak u eksplozivu mjeri se pomoću pneumometrijske cijevi i neke instrument za mjerenje: mikromanometar ili drugi uređaj.

Za plenumski kanal:

statički tlak – cijev statičkog tlaka do spremnika mikromanometra;

ukupni tlak - cijev ukupni pritisak na spremnik mikromanometra;

Za usisni kanal:

static pressure – cijev statičkog tlaka do kapilare manometra;

ukupni tlak – cijev ukupnog tlaka do kapilare mikromanometra;

dinamički tlak - ukupni tlak cijevi do spremnika, i statički tlak - do kapilare mikromanometra.

Sheme za mjerenje tlaka u zračnim kanalima.

Ulaznica br. 10

Gubici tlaka u ventilacijskim sustavima

Pri kretanju po eksplozivu zrak gubi energiju na svladavanje raznih otpora, tj. dolazi do gubitka tlaka.

Gubitak tlaka trenjem

– koeficijent otpora trenja. Ovisi o načinu kretanja tekućine kroz zračni kanal.

Kinematička viskoznost ovisi o temperaturi.

U laminarnom načinu rada:

tijekom turbulentnog gibanja ovisi o hrapavosti površine cijevi. Koriste se različite formule, a Altschulova formula je nadaleko poznata:

– apsolutni ekvivalent hrapavosti materijala unutarnja površina zračni kanal, mm.

Za čelični lim 0,1mm; silikatne betonske ploče 1,5 mm; cigla 4 mm, žbuka na mrežici 10 mm

Specifični gubitak tlaka

U inženjerskim proračunima koriste se posebne tablice koje daju vrijednosti za okrugli zračni kanal. Za zračne kanale od drugih materijala uvodi se i jednak je faktor korekcije.

Karakteristika cjevovoda je ovisnost ukupnog gubitka tlaka (ili tlaka) u cjevovodu o protoku:

Σ h = f(q)

Dakle, karakteristika cjevovoda je potrebna krivulja tlaka pomaknuta u ishodište. Karakteristike cjevovoda poklapaju se s krivuljom potrebnog tlaka pri N st =0.

Razmotrimo jednostavan cjevovod konstantnog poprečnog presjeka, koji se proizvoljno nalazi u prostoru (slika 6.1), ima ukupnu duljinu l i promjer d, a također sadrži broj lokalni otpor(ventil, filter i provjeriti ventil). U početnoj dionici cjevovoda 1-1 geometrijska visina je z 1 i višak tlaka P 1, te u završnom dijelu 2-2 - odnosno z 2 I R 2. Zbog konstantnog promjera cijevi, brzina strujanja u ovim dionicama je ista i jednaka ν.

Riža. 6.1. Shema jednostavan cjevovod

Napišimo Bernoullijevu jednadžbu za presjeke 1-1 I 2-2 . Budući da je brzina u obje dionice ista i α 1 = α 2, pritisak brzine se može zanemariti. U ovom slučaju dobivamo

Piezometrijsku visinu na lijevoj strani jednadžbe nazivamo potreban pritisak N potrošnja Ako je navedena pijezometrijska visina, tada se naziva raspoloživi tlak N disp. Taj tlak je zbroj geometrijske visine H protoka do koje se tekućina diže, piezometrijske visine na kraju cjevovoda i zbroja svih gubitaka tlaka u cjevovodu.

Nazovimo zbroj prva dva člana statički tlak, koju predstavljamo kao neku ekvivalentnu geometrijsku visinu

a zadnji član Σ h- kao funkcija snage protoka

Σ h = KQm

H potrošnja = H st + KQ m

Gdje K- vrijednost koja se naziva otpor cjevovoda;
Q- potrošnja tekućine;
m- eksponent koji ima različita značenja ovisno o režimu strujanja.

DRŽAVNO MEDICINSKO SVEUČILIŠTE SEMEY

Alati na ovu temu:

Proučavanje reoloških svojstava bioloških tekućina.

Metode proučavanja cirkulacije krvi.

Reografija.

Sastavio: Učitelj

Kovaleva L.V.

Glavna pitanja teme:

1. Bernoullijeva jednadžba. Statički i dinamički pritisak.
2. Reološka svojstva krvi. Viskoznost.
3. Newtonova formula.
4. Reynoldsov broj.
5. Newtonov i nenewtonski fluid
6. Laminarno strujanje.
7. Turbulentno strujanje.
8. Određivanje viskoznosti krvi pomoću medicinskog viskozimetra.
9. Poiseuilleov zakon.
10. Određivanje brzine protoka krvi.
11. Ukupni otpor tjelesnih tkiva. Fizičke osnove reografija. Reoencefalografija
12. Fizikalne osnove balistokardiografije.

Bernoullijeva jednadžba. Statički i dinamički pritisak.

Ideal je nestlačiv i nema unutrašnjeg trenja ni viskoznosti; stacionarno ili ustaljeno strujanje je strujanje kod kojeg se brzine čestica fluida u svakoj točki strujanja ne mijenjaju tijekom vremena. Ravnomjerno strujanje karakteriziraju strujnice - zamišljene linije koje se podudaraju s putanjama čestica. Dio toka tekućine, omeđen sa svih strana strujnim linijama, tvori strujnu cijev ili mlaz. Odaberimo strujnu cijev tako usku da se brzine čestica V u bilo kojem njezinom presjeku S, okomitom na os cijevi, mogu smatrati istima u cijelom presjeku. Tada volumen tekućine koja teče kroz bilo koji dio cijevi po jedinici vremena ostaje konstantan, jer se kretanje čestica u tekućini događa samo duž osi cijevi: . Taj se omjer naziva uvjet kontinuiteta mlaza. Slijedi da za stvarnu tekućinu s ravnomjernim protokom kroz cijev promjenjivog poprečnog presjeka, količina Q tekućine koja teče po jedinici vremena kroz bilo koji dio cijevi ostaje konstantna (Q = const), a prosječne brzine protoka u različitim dijelovima cijevi cijevi su obrnuto proporcionalne površinama ovih presjeka: itd.

Odaberimo strujnu cijev u strujanju idealne tekućine, au njoj dovoljno mali volumen tekućine mase , koja se pri strujanju tekućine pomiče iz položaja A na poziciju B.

Zbog malog volumena možemo pretpostaviti da su sve čestice tekućine u njoj u jednakim uvjetima: u položaju A imaju brzinu pritiska i nalaze se na visini h 1 od nulte razine; trudna U- prema tome . Presjeci strujne cijevi su S 1 odnosno S 2 .

Tekućina pod tlakom ima unutarnju potencijalnu energiju (energiju tlaka) zahvaljujući kojoj može izvršiti rad. Ova energija Wp mjereno umnoškom tlaka i volumena V tekućine: . U u ovom slučaju kretanje tekuće mase događa se pod utjecajem razlike sila tlaka u presjecima Si I S2. Posao obavljen A r jednaka je razlici potencijalnih energija tlaka u točkama . Taj se rad troši na rad na svladavanju djelovanja sile teže te na promjenu kinetičke energije mase

Tekućine:

Stoga, A p = A h + A D

Pregrupirajući članove jednadžbe, dobivamo

Odredbe A i B biraju proizvoljno, pa možemo reći da je na bilo kojem mjestu duž strujne cijevi stanje očuvano

dijeljenjem ove jednadžbe s, dobivamo

Gdje - gustoća tekućine.

To je ono što je Bernoullijeva jednadžba. Svi članovi jednadžbe, kao što je lako vidjeti, imaju dimenziju tlaka i nazivaju se: statistički: hidrostatski: - dinamički. Tada se Bernoullijeva jednadžba može formulirati na sljedeći način:

u stacionarnom strujanju idealnog fluida, ukupni tlak, jednak zbroju statičkog, hidrostatskog i dinamičkog tlaka, ostaje konstantna vrijednost u bilo kojem presjeku toka.

Za vodoravnu protočnu cijev, hidrostatski tlak ostaje konstantan i može se nazvati desna strana jednadžba, koja tada poprima oblik

Statistički tlak određuje potencijalnu energiju tekućine (energiju tlaka), dinamički tlak određuje kinetičku energiju.

Iz ove jednadžbe slijedi zaključak koji se naziva Bernoullijevo pravilo:

Statički tlak neviskoznog fluida koji teče kroz horizontalnu cijev raste tamo gdje se njegova brzina smanjuje, i obrnuto.