氣體流量和流速及與壓力的關(guān)系精品（精編版）

1、【關(guān)鍵字】生物、建議、情況、方法、條件、動力、質(zhì)雖、地方、問題、矛盾、要點、合理、加大、保持、提出、發(fā)現(xiàn)、合力、規(guī)律、理想、思想、作用、水平、速度、關(guān)系、簡化、調(diào)節(jié)、推廣、滿足、確保、解決、方向氣體流量和流速及與壓力的關(guān)系流量以流量公式或者計疑單位劃分有三種形式：體積流疑：以體積 / 時間或者容積川寸間表示的流量。如：m3/h ,1/h體積流量(q)=平均流速(v) x 管道截而積(a)質(zhì)量流量：以質(zhì)量 / 時間表示的流量。如：kg/h質(zhì)量流疑 (m)= 介質(zhì)密度(p) x 體積流量 (q)=介質(zhì)密度(p) x平均流速(v) x 管道截而積(a)重量流量：以力/ 時間表示的流量。如kgf/h重

2、量流量(g)=介質(zhì)重度 ( 丫)* 體積流量 (q)=介質(zhì)密度(p) x 重力加速度 (g) x 體積流量 (q)=重力加速度 (g) x質(zhì)疑流疑 (m)氣體流量與壓力的關(guān)系弋體流量和壓力是沒有關(guān)系的。所謂壓力實際應(yīng)該是節(jié)流裝置或者流量測量元件得出的差壓，而不是流體介質(zhì)對于管道的靜壓。這點一定要弄清楚。舉個最簡單的反例：一根管道，徹底堵塞了，流量是0 ,那 么壓力能是0嗎？好的，那么我們將這個堵塞部位開1個小孔，產(chǎn)生很小的流量，( 孔 很小啊 )，流量不是0了。然后我們加大入口壓力使得管道壓力保持原有量，此刻就矛盾了，壓力還是那么多，但是流量已經(jīng)不是0 了。因此，氣體流量和壓力是沒有關(guān)系的。流

3、體 ( 包括氣體和液體 ) 的流量與壓力的關(guān)系可以用里的一來表達：p+pgz+(l/ 2)*pv2=c式中p、p、v分別為流體的、密度和速度.z為垂直方向高度 ;g為，c是不變的。對于氣體，可忽略重力，簡化為：p+(l/2)*pv 2=c 那么對于你的問題，同一個管道水和水銀, 要求重量相同，那么水的重量是g1=q1 *vl, q1 是水流量,vl 是水速 . 所以g1=g2 -ql*vl=q2*v2-vl/v2=q2/ql pl+(l /2)*p l*vl 八2=c p2+(l/2)*p2*v2 *2=c - (c-pl) / (c-p2) = p l*vl/ p 2*v2 - (c-pl)

4、/(c-p2) = p l*vl/p 2*v2=q2/ql -(c-pl)/(c-p2) =q2/q1 因此對于你的問題要求最后流出的重量相同，根據(jù)推導(dǎo)可以發(fā)現(xiàn)這種情況下，流量是由壓力決定的，因為pl如果很大的話，那么q1可以很小 ,pl如果很小的話q1就必須大 . 如果你能使管道內(nèi)水的壓強與水銀的壓強相同，那么q2=q1補充 : 這里的壓強是指管道出口處與管道入口處的流體壓力差.壓力與流速的計算公式?jīng)]有“壓力與流速的計算公式”。流體力學(xué)里倒是有一些類似的計算公式，那是附加了很多苛刻的條件的，而且適用的范圍也很小1，壓力與流速并不成比例關(guān)系，隨著壓力差、管徑、斷面形狀、有無拐彎、管壁的粗糙度、

5、是否等徑/ 流體的粘度屬性，無法確定壓力與流速的關(guān)系。2, 如果你要確保流速，建議你安裝流量計和調(diào)節(jié)閥。也可以考慮定容輸送。要使流體流動，必須要有壓力差( 注意：不是壓力！ ) ，但并不是壓力差越大流速就一定越大。當(dāng)你把調(diào)節(jié)閥關(guān)小后，你會發(fā)現(xiàn)閥前后的壓力差更大，但流量卻更小。流量、壓力差、直徑之間關(guān)系：q=p+pgsl+(1/2)*pva2 式中：q流量,mp/s；p管道兩端壓力差 ,pa；p - 密度,kg/mp；g - ,m/sa2；s管道摩阻，s=10.3*na2/da5.33,n為管內(nèi)壁糙率，d為管內(nèi)徑 ,m；l - ,mov流速，v = 4q/(3.1416*da2),流速單位m/s

6、。對于氣體，可忽略重力，簡化為：q=p+(1/2)*pv a2 式中， p 是壓強， p 是液體密度， h 是到參考面的高度，v 是液體速度?；拘畔⒅形拿Q：伯努利方程上式各項分別表示單英文名稱： bernoulli equation 立義及摘要：流體在忽略粘性損失的流動中，流線上任意兩點的壓力勢能、動能與位勢能之和保持不變。這個理論是由瑞士數(shù)學(xué)家丹尼爾第一?伯努利在1738 年提岀的，當(dāng)時被稱為伯努利原理。后人又將重力場中歐拉方程在定常流動時沿流線的枳分稱為伯努利積分，將重力場中無粘性流體定常絕熱流動的能量方程稱為伯努利左理。這些統(tǒng)稱為伯努利方程， 是流體動力學(xué)基本方程之一。伯努利方程實質(zhì)

7、上是在理想流體定常流動中的表現(xiàn), 它是液體力學(xué)的基本規(guī)律. 詳細介紹理想正壓流體在有勢體積力作用下作左常運動時，運動方程( 即) 沿流線積分而得到的表達運動流體守恒的方程。因著名的瑞士科學(xué)家d.伯努利于 1738 年提岀而得塔。對于重力場中的不可圧縮均質(zhì)流體 , 方程為 p+pgh+(1/2fpva2=c 式中 p、p、v 分別為流體的、和；h 為鉛垂髙度； g為；c 為常疑。體的壓力能 p、重力勢能 pgh 和動能 (1/2)*pv a2,在沿流線運動過程中，總和保持不變，即總。但各流線之間總能量 ( 即上式中的常量值) 可能不同。 對于氣體， 可忽略， 方程簡化 為 p+(1/2)*pv

8、a2=常量(po), 各項分別稱為靜壓、動壓和總壓。顯然，流動中速度增大，壓強就減?。核俣葴p小，壓強就增大；速度降為零，壓強就達到最大( 理論上應(yīng)等于總壓 ) 。 飛機機翼產(chǎn)生舉力，就在于下翼面速度低而壓強大，上翼而速度高而壓強小，因而合力向上。據(jù)此方程，測量流體的總壓、靜壓即可求得速度，成為測速的原理。在無旋流動中，也可利用無旋條件積分歐拉方程而得到相同的結(jié)果但涵義不同，此時公式中的常量在全流場不變 , 表示各流線上流體有相同的總能疑，方程適用于全流場任意兩點之間。在粘性流動中，粘性摩擦力消耗機械能而產(chǎn)生熱，機械能不守恒，推廣使用伯努利方程時，應(yīng)加進機械能損失項。圖為驗證伯努利方程的空氣動力

9、實驗。補充： p1 +p(v1 )a2/2+pgh1=p2+p(v2)a2/2+pgh2 (1) p+pgh+(1 /2)*pva2=常量(2) 均為伯努利方程其中 pva2/2 項與流速有關(guān)，稱為動壓強，而p 和 pgh 稱為靜壓強。伯努利方程揭示流體在重力場中流動時的能量守恒。由伯努利方程可以看出，流速快壓力低壓強小，流速慢壓力奇壓強大。還有一個相近回答：這個方程并非是描述液體的運動，而應(yīng)該是描述理想氣體的絕熱立常流動的，比如它可以近似地描述火箭或者噴氣式發(fā)動機中的氣流( 你可以參考第26 屆 全國中學(xué)生物理競賽復(fù)賽中的熱學(xué)題) 。貝中的伽馬 ( 像 r-樣的那個希臘字母，我打不岀來，用

10、r 來替代 ) 是氣體的比熱容比，即氣體的泄壓摩爾熱容與定體摩爾熱容之比，對理想氣體來說是個常數(shù)。這個公式中，左邊 v 是氣體流動的速度，p 是氣體的壓強， p 下面的希臘字母代表氣體的密度。右邊的popho0 是指速度為 0 的地方氣體的壓強和密度。 這個公 式的推導(dǎo)和流體的伯努利方程思想相同，只是要考慮到此時氣體是可壓縮的，結(jié)合理想氣體的狀態(tài)方程即可推導(dǎo)出。應(yīng)用要點應(yīng)用伯努利方程解決實際問題的一般方法可歸納為：1. 先選取適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)水平面；2. 選取兩個計算截面，一個設(shè)在所求參數(shù)的截面上，另一個設(shè)在已知參數(shù)的截而上：3. 按照液體流動的方向列岀伯努利方程。舉例說明圖 ii.4-3 為一噴油

11、器，已知進口和出口直徑d1=8mm, 喉部直徑 d2=7.4mm, 進口空氣壓力p1=0.5mpa, 進口空氣溫度t1=300k, 通過噴汕器的空氣流qa=500l/min(anr), 油杯內(nèi)油的密度p二 800kg/rm 問油杯內(nèi)比喉部低多少就不能將油吸入管內(nèi)進行噴油？解：由氣體狀態(tài)方程，知進口空氣密度p= (p1 +patm)*m/(rtl) = (0.5+0.1) *29/ (0.0083*300) kg/m=6.97kg/m 求通過噴油器的質(zhì)量流量qm=pawqa=(1.185*500*10a-3)/60=0.009875kg/s 求截而積 1 和截而積 2 處的平均流速：u1=qm/

12、(p1a1)=0.009875/(6.97*0.785*0.008a2)m/s=28.2m/s u2=qm/(p2a2)=0.009875/(6.97*0.785*0.0074)m/s=32.9m/s 由伯努利方程可得p1 -p2=0.5*p1 (u2a2-u1 a2)=0.5*6.97(32.9a2-28.2a2)pa=1200.94pa 吸油管內(nèi)為靜止油液，若能吸入喉部，必須滿足：p1-p2pgh h(p1 -p2)/pg=1200.94/(800*9.8)m=0.153m 故說明汕杯內(nèi)油而比喉部低153mm 以上便不能噴油。其實就是能量守恒定理但是沒必要死記硬背有興趣的話可以照我說的推倒

13、一下包你想忘都忘不了。因為伯努利方程就是靜壓能，動壓能，勢能和功的變化的總和等于能量的摩擦損失總和的一個推倒公式， 說的更簡單點就是幾種形式的功相加到一起。靜壓能 +勢能+動壓能 +功二常數(shù)。即：p/p+gz+(l/2)*v2+w=c之所以伯努利方程式這樣表述是因為我們通常運用的是在一千克下的狀態(tài)推倒的公式即每一項的單位都是焦耳/ 千克所以在具體運算中要注意單位換算！其實用一個壓力公式就能把它推倒完成。首先我們來說靜壓能p=f/s=mg/s兩邊同時乘以一個體積v就可以得到p v=mgv/s簡化一下就可以得到pv二w這也就是體積功因為如果換算成每千克狀態(tài)還可以簡化為pm/ p =w/m這就是第一項靜壓能的推倒w=p/ p接下來是勢能同樣的p=f/s=mg/s和上面的推倒一樣兩邊同時乘以一個體積就可以得到pv=mgv/s也就是w=mgz如果換算成每千克狀態(tài)就兩邊同時除以一個質(zhì)量m和上面一樣簡化成w/m=mgz這就是勢能的推倒w=gzo第三項動能的推倒我想就更簡單了w=(l/2)m*v2和上面兩項一樣如果要換算成每千克狀態(tài)就兩邊同時除以一個質(zhì)量m就簡化成w/m=(1/2)m*v2