毕托管完整版.doc

实验注意事项： 本实验中主要是对旋风分离器的分离性能进行实验研究。旋风分离器的入口流量由引风机闸板开度调节并由毕托管测量。旋风分离器的总压降为入口静压和排气室中的静压之差。实验入口流量控制在150～250 m3／h。分别对滑石粉、催化剂、和水3种不同物性物料的分离性能进行了对比．另外还对催化剂在入口浓度为0.5、1、2 g／m3下的分离性能进行了对比实验。实验中每组取4个流量进行测量。每个流量下测量2次。 总压降随着人口流量的增加是不断增大的．二者之间的关系为 其中，为阻力系数。阻力系数和人口流量的关系如： 3.3.2 有关流量的计算 圆管内流体运动的数学描述 （1）流体的力平衡 左端面的力： 右端面的力： 外表面的剪切力： 圆柱体的重力： 因流体在均匀直管内作等速运动，各外力之和必为零，即： （2）剪应力分布 将、、、代入上式，并整理 此式表示圆管中沿管截面上的剪应力分布。由以上推导可知，剪应力分布与流动截面的几何形状有关，与流体种类、层流或湍流无关，即对层流和湍流皆适用。由此式可看出，，其值最大。 （3）层流时的速度分布 层流时服从牛顿粘性定律 为负，为保证为正，加负号。 管中心r＝0， 所以 层流时圆管截面上的速度是抛物线分布 （4）层流时的平均速度和动能校正系数 类似可得＝2 （5）湍流时的速度分布 层流 湍流 不是物性，其值与Re及流体质点位置有关，故湍流时速度分布不能像层流一样通过流体柱受力分析从理论上导出，只能将试验结果用经验式表示： n与Re有关，在不同Re范围内取不同的值：（见p36） 不论n取1/6或1/10，湍流的速度分布可作如下推想：近管中心部分剪应力不大而湍流粘度数值很大，由式（1-61）可知湍流核心处的速度梯度必定很小。而在壁面附近很薄的层流内层中，剪应力相当大且以分子粘度的作用为主；但的数值又远较湍流核心处的为小，故此薄层中的速度梯度必定很大。图1-32表示湍流时的速度分布。Re数愈大，近壁区以外的速度分布愈均匀。 （6）湍流时的平均速度及动能校正系数 取积分： u与的关系与n有关 以后计算不论层流还是湍流均取 毕托管是在某一位置同时能够测量流速（流量）和压力的仪器，其外形构造如图3-6所示。 毕托管测量流量的原理是依据流体力学伯努利方程：流动的流体迎着来流方向上某一点的总压力除了该点处的静压以外，还有运动流体被滞止后由流速转变来的动压。根据理想不可压流体伯努利方程，可得出流 图3-6 毕托管 体动压和流速之间的关系： (3-9) 从而有 (3-10) 而对于实际流体 (3-11) 从而毕托管测量流量的公式为： (3-12) 式中：为毕托管常数，对于标准毕托管1；为流体密度；为管道流量；d为管道内径；为管道截面平均气速；为流量系数。 旋风管出口流量Qe由安装在出口管上的毕托管测得。根据毕托管测速原理： (3-13) 对于标准毕托管：Kp?1；对于空气，R=29.256Kg·m/(Kg·K)；代入(3-13)得： (m/s ) (3-14) 式中：t—测点温度，℃，Po—当地大气压, mmH2O；Ps—测点静压，mmH2O 则旋风管出口流量： (3-15) 式中：d—出口管内径，?200mm；—出口管截面平均气速；将=0.89V，与式(3-14)一起代入(3-15)得： (m3/h) (3-16) 由状态方程，可换算出旋风管入口流量： (m3/h) (3-17) 式中：Pe—旋风管出口静压，mmH2O；Pi—入口静压，mmH2O。 所以有： 双涡壳：出口管直径=75mm: PSC-100: 出口管直径=68mm 注意：公式中采用pe而不是ps是因为：排气管流出的的气体体积与排气室流出的气体体积是一样的，在排气管中，毕托管测得的是一点