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2022-06-07 浏览次数:1
沈女士通过压头和滤失量计算两个专题,初步探讨了流体运动的机理。本期,参数女士再次回到流体运动研究的话题,分析计算流阻或风阻,用风阻连接图代替实际管路,简化电机风路计算。
对管道流阻或风阻两个专题的研究表明,当:流体通过管道时,无论是摩擦损失还是局部损失,对应的压降都可以用流体的动压作为基值来表示。
p= /gV2/2……(1)
——公式(1)中的局部损耗系数
伽马——重度(北/s3)
g—— 9.81 (m/s2)
V——流速(米/秒)
设s为管道的横截面积,q为流速,等式(1)可写成
p= /gV2/2=/2gS2(SV)2=/2gS22=Z2
即 p=Z2……(2)
在公式(2)中,Z=/2gS2称为管道的流动阻力;如果流体是气体,则称为风阻;不同类别对应的损失分别称为摩擦阻力、扩展风阻、减小风阻、转向风阻、进口风阻和出口风阻。
具有流阻或风阻的串并联气体通过管道时,通常会有一种以上的损耗,即经过几个风阻后,可以串联、并联或串并联。在计算和研究通风问题时,通常用风阻连接图代替实际管道,称为风路图。
串联风路图1所示的管道可以用风路图2代替,其中Z1为进口风阻,Z2为扩展风阻,Z3为转弯风阻,Z4为减小风阻,Z5为出口风阻。
如果管道较长,还应考虑与管壁的摩擦,即摩擦风阻Z6(图中未显示)。
图2中所示的通过每个风阻的气流是相同的,也就是说,这些风阻在风路径中串联。
根据(2),,公式,气体流经整个管道或风道所需的总压力等于各部分压力损失之和,因此
ZdQ2=Z1Q2Z2Q2Z3Q2Z4Q2Z5Q2
ZD=Z1 Z2 Z3 Z4 Z5……(3)
当n次风过时
Zd=Z1 Z2 Z3 ……锌=锌……(4)
因此,当风路径串联时,组合风阻是所有风阻部分的总和。
串并联风道图3为串并联管道。
图4显示了它的风路。
第一分支的压降
p=ZQ2……(5)
在公式(5)中,z I=z2 z3
支路中的压降
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,所以两个分支的压降相等,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
如果并联有n个风阻,等效风阻为
ZD=1/(1/Zn)2……(8)
因此,图4显示了风路径Z=Z1 Zd Z7 Z8的合成风阻。
综合计算,电机内流体带走的损耗为p(单位:kW),根据能量守恒关系所需的冷却介质总流量为
q=p/(Caa)(m3/s) ……(9)
在公式(9)中,冷却介质Ca——对于空气的比热(j/m)为1100j/m。
a——冷却介质通过电机后的温升(),一般为15 ~ 20
在上面的讨论中,管道或风路简化为流阻或风阻网络图,合成流阻或风阻Z以类似电路图的形式通过串并联求解得到,因此维持流量Q需要补充的流体压力(从入口到出口的压降)为
p=ZQ2 .……(10)
由此可见,研究流体运动的核心是流速和流体压力