Въпрос 21. Класификация на уредите за измерване на налягане. Устройството на електроконтактния манометър, методи за неговата проверка.

В много технологични процеси налягането е един от основните параметри, определящи техния ход. Те включват: налягане в автоклавите и камерите за пара, налягане на въздуха в технологичните тръбопроводи и др.

Определяне на стойността на налягането

наляганее величина, която характеризира ефекта на силата на единица площ.

При определяне на величината на налягането е обичайно да се прави разлика между абсолютно, атмосферно, наднормено и вакуумно налягане.

Абсолютно налягане (стр а ) - това е налягането във всяка система, под която има газ, пара или течност, измерено от абсолютна нула.

Атмосферно налягане (стр в ) създадена от масата на въздушния стълб на земната атмосфера. Има променлива стойност в зависимост от височината на района над морското равнище, географската ширина и метеорологичните условия.

Свръхналяганесе определя от разликата между абсолютното налягане (p a) и атмосферното налягане (p b):

r izb \u003d r a - r c.

вакуум (вакуум)е състоянието на газ, при което налягането му е по-ниско от атмосферното налягане. Количествено, вакуумното налягане се определя от разликата между атмосферното налягане и абсолютното налягане във вакуумната система:

p vak \u003d p in - p a

При измерване на налягането в движеща се среда понятието налягане се разбира като статично и динамично налягане.

Статично налягане (стр ул ) е налягането в зависимост от потенциалната енергия на газовата или течната среда; определя се от статичното налягане. Може да бъде излишък или вакуум, в конкретен случай може да бъде равен на атмосферен.

Динамично налягане (стр д ) е налягането, дължащо се на скоростта на потока на газ или течност.

Общо налягане (стр П ) движещата се среда се състои от статично (p st) и динамично (p d) налягания:

r p \u003d r st + r d.

Единици за налягане

В системата от единици SI единицата за налягане се счита за действието на сила от 1 H (нютон) върху площ от 1 m², т.е. 1 Pa (Pascal). Тъй като тази единица е много малка, килопаскалът (kPa = 10 3 Pa) или мегапаскал (MPa = 10 6 Pa) се използва за практически измервания.

Освен това на практика се използват следните единици за налягане:

милиметър воден стълб (mm воден стълб);

милиметър живак (mm Hg);

атмосфера;

килограм сила на квадратен сантиметър (kg s/cm²);

Връзката между тези количества е както следва:

1 Pa = 1 N/m²

1 kg s/cm² = 0,0981 MPa = 1 атм

1 мм w.c. Изкуство. \u003d 9,81 Pa \u003d 10 -4 kg s / cm² = 10 -4 атм

1 mmHg Изкуство. = 133,332 Ра

1 бар = 100 000 Pa = 750 mmHg Изкуство.

Физическо обяснение на някои мерни единици:

1 kg s / cm² е налягането на воден стълб с височина 10 m;

1 mmHg Изкуство. е количеството намаление на налягането за всеки 10 m надморска височина.

Методи за измерване на налягането

Широкото използване на налягането, неговата диференциалност и разреждане в технологичните процеси налага прилагането му различни методии средства за измерване и контрол на налягането.

Методите за измерване на налягането се основават на сравняване на силите на измереното налягане със силите:

налягане на течен стълб (живак, вода) със съответната височина;

разработени при деформация на еластични елементи (пружини, мембрани, манометрични кутии, силфони и манометрични тръби);

тегло на товара;

еластични сили, произтичащи от деформацията на определени материали и причиняващи електрически ефекти.

Класификация на уредите за измерване на налягане

Класификация според принципа на действие

В съответствие с тези методи инструментите за измерване на налягане могат да бъдат разделени, според принципа на действие, на:

течност;

деформация;

товарно бутало;

електрически.

Най-широко използваните в индустрията са инструментите за измерване на деформация. Останалите в по-голямата си част са намерили приложение в лабораторни условия като примерни или изследователски.

Класификация в зависимост от измерената стойност

В зависимост от измерената стойност уредите за измерване на налягане се делят на:

манометри - за измерване на свръхналягане (налягане над атмосферното);

микроманометри (налягания) - за измерване на малки свръхналягания (до 40 kPa);

барометри - за измерване на атмосферно налягане;

микровакууммери (тяломери) - за измерване на малки вакууми (до -40 kPa);

вакуумметри - за измерване на вакуумно налягане;

манометри за налягане и вакуум - за измерване на излишък и вакуумно налягане;

манометри - за измерване на излишък (до 40 kPa) и вакуумно налягане (до -40 kPa);

манометри абсолютно налягане- за измерване на налягане, измерено от абсолютна нула;

диференциални манометри - за измерване на разликата (диференциалното) налягане.

Инструменти за измерване на налягането на течности

Действието на уредите за измерване на течности се основава на хидростатичния принцип, при който измереното налягане се балансира от налягането на колоната на бариерния (работния) флуид. Разликата в нивата в зависимост от плътността на течността е мярка за налягане.

У- оформен манометър- Това е най-простият уред за измерване на налягането или разликата в налягането. Представлява огъната стъклена тръба, пълна с работен флуид (живак или вода) и прикрепена към панел със скала. Единият край на тръбата е свързан с атмосферата, а другият е свързан към обекта, където се измерва налягането.

Горната граница на измерване на двутръбни манометри е 1 ... 10 kPa с намалена грешка на измерване от 0,2 ... 2%. Точността на измерване на налягането от този инструмент ще се определя от точността на отчитане на стойността h (стойността на разликата в нивото на течността), точността на определяне на плътността работна течностρ и да не зависи от напречното сечение на тръбата.

Инструментите за измерване на налягане на течности се характеризират с липса на дистанционно предаване на показанията, малки граници на измерване и ниска якост. В същото време, поради тяхната простота, ниска цена и относително висока точност на измерване, те се използват широко в лабораториите и по-рядко в промишлеността.

Инструменти за измерване на деформационно налягане

Те се основават на балансиране на силата, създадена от налягането или вакуума на контролираната среда върху чувствителния елемент със силите на еластичните деформации на различни видове еластични елементи. Тази деформация под формата на линейни или ъглови премествания се предава на записващо устройство (показващо или записващо) или се преобразува в електрически (пневматичен) сигнал за дистанционно предаване.

Като чувствителни елементи се използват еднооборотни тръбни пружини, многооборотни тръбни пружини, еластични мембрани, маншони и пружини-силфони.

За производството на мембрани, силфони и тръбни пружини се използват бронз, месинг, хром-никелови сплави, които се характеризират с достатъчно висока еластичност, антикорозия, ниска зависимост на параметрите от температурните промени.

Мембранни устройствасе използват за измерване на ниски налягания (до 40 kPa) на неутрални газообразни среди.

Силфонни устройствапредназначени за измерване на свръх и вакуумно налягане на неагресивни газове с граници на измерване до 40 kPa, до 400 kPa (като манометри), до 100 kPa (като вакуумметри), в диапазона от -100 ... + 300 kPa (като комбинирани манометри за налягане и вакуум).

Тръбни пружинни устройстваса сред най-разпространените манометри, вакуумметри и комбинирани манометри за налягане и вакуум.

Тръбната пружина е тънкостенна, огъната в дъга на окръжност, тръба (единична или многооборотна) със затворен един край, която е изработена от медни сплави или неръждаема стомана. Когато налягането вътре в тръбата се увеличава или намалява, пружината се развива или усуква под определен ъгъл.

Манометрите от разглеждания тип се произвеждат за горните граници на измерване от 60 ... 160 kPa. Вакуумометрите се произвеждат със скала от 0…100kPa. Вакуумните манометри имат граници на измерване: от -100 kPa до + (60 kPa ... 2,4 MPa). Клас на точност за работни манометри 0,6 ... 4, за примерен - 0,16; 0,25; 0.4.

Дедвейт тестерисе използват като устройства за проверка на механичното управление и примерни манометри за средно и високо налягане. Налягането в тях се определя от калибрирани тежести, поставени върху буталото. Като работен флуид се използва керосин, трансформаторно или рициново масло. Класът на точност на манометърите за тегло е 0,05 и 0,02%.

Електрически манометри и вакуумметри

Работата на устройствата от тази група се основава на свойството на определени материали да променят своите електрически параметри под налягане.

Пиезоелектрични манометриизползва се за измерване на високочестотно пулсиращо налягане в механизми с допустимо натоварване на чувствителния елемент до 8·10 3 GPa. Чувствителният елемент в пиезоелектричните манометри, който преобразува механичните напрежения в колебания на електрически ток, са цилиндрични или правоъгълна формас дебелина няколко милиметра от кварц, бариев титанат или PZT керамика (оловен цирконат титонат).

Тензомериимат малки размери, просто устройство, висока прецизност и надеждна работа. Горната граница на показанията е 0,1 ... 40 MPa, клас на точност 0,6; 1 и 1.5. Използват се в трудни производствени условия.

Като чувствителен елемент в тензодатчиците се използват тензодатчици, чийто принцип на действие се основава на промяна на съпротивлението под действието на деформация.

Налягането в манометъра се измерва чрез небалансирана мостова верига.

В резултат на деформация на мембраната със сапфирена пластина и тензодатчици възниква дисбаланс на моста под формата на напрежение, което се преобразува от усилвател в изходен сигнал, пропорционален на измереното налягане.

Манометри за диференциално налягане

Прилагат се за измерване на разлика (разлика) в налягането на течности и газове. Могат да се използват за измерване на потока на газове и течности, нивото на течността, както и за измерване на малки излишни и вакуумни налягания.

Диафрагмени диференциални манометриса първични измервателни устройства без чакал, предназначени да измерват налягането на неагресивна среда, преобразувайки измерената стойност в унифициран аналогов DC сигнал 0 ... 5 mA.

Произвеждат се диференциални манометри от типа DM за ограничаване на спада на налягането от 1,6 ... 630 kPa.

Манометри за диференциално налягане с маншонисе произвеждат за ограничаване на спада на налягането от 1…4 kPa, проектирани са за максимално допустимо работно свръхналягане от 25 kPa.

Устройството на електроконтактния манометър, методи за неговата проверка

Електроконтактно устройство за манометър

Фигура - Схематични диаграми на електроконтактни манометри: а- едноконтактен за късо съединение; б- едноконтактно отваряне; в - двуконтактно отворено-отворено; г– двуконтактен за късо съединение–късо съединение; д- двуконтактно отваряне-затваряне; д- двуконтактен за затваряне-отваряне; 1 - стрелка на показалеца; 2 и 3 – електрически базови контакти; 4 и 5 – зони съответно на затворени и отворени контакти; 6 и 7 – обекти на влияние

Типична диаграма на работа на електроконтактен манометър може да бъде илюстрирана на фигурата ( а). С увеличаване на налягането и достигане на определена стойност, стрелката на индекса 1 с електрически контактвлиза в зоната 4 и се затваря с основния контакт 2 електрическа верига на устройството. Затварянето на веригата от своя страна води до въвеждане в експлоатация на обекта на влияние 6.

В отварящата верига (фиг. . б) при липса на налягане, електрическите контакти на стрелката на индекса 1 и базов контакт 2 затворен. Под напрежение Ув е електрическа веригаустройство и обект на въздействие. Когато налягането се повиши и стрелката премине през зоната на затворени контакти, електрическата верига на устройството се прекъсва и съответно електрическият сигнал, насочен към обекта на въздействие, се прекъсва.

Най-често в производствените условия се използват манометри с двуконтактни електрически вериги: единият се използва за звукова или светлинна индикация, а вторият се използва за организиране на функционирането на системи от различни видове контрол. По този начин веригата отваряне-затваряне (фиг. д) позволява на един канал да отвори една електрическа верига при достигане на определено налягане и да получи сигнал за удар върху обекта 7 , а според втория - с помощта на основния контакт 3 затворете отворената втора електрическа верига.

Верига за затваряне-отваряне (фиг. . д) позволява с увеличаване на налягането една верига да се затвори, а втората - да се отвори.

Двуконтактни вериги за затваряне-затваряне (фиг. г) и отваряне-отваряне (фиг. в) осигуряват, когато налягането се повиши и достигне еднакви или различни стойности, затварянето на двете електрически вериги или съответно тяхното отваряне.

Електроконтактната част на манометъра може да бъде интегрална, комбинирана директно с механизма на измервателния уред, или прикрепена под формата на електроконтактна група, монтирана отпред на устройството. Производителите традиционно използват дизайни, при които прътите на електроконтактната група са монтирани върху оста на тръбата. В някои устройства, като правило, е инсталирана електроконтактна група, свързана към чувствителния елемент чрез стрелката на индекса на манометъра. Някои производители са усвоили електроконтактния манометър с микропревключватели, които са инсталирани на предавателния механизъм на измервателния уред.

Електроконтактните манометри се произвеждат с механични контакти, контакти с магнитно предварително натоварване, индуктивна двойка, микропревключватели.

Електроконтактната група с механични контакти е конструктивно най-проста. Върху диелектричната основа е фиксиран базов контакт, който представлява допълнителна стрелка с електрически контакт, фиксиран върху нея и свързан към електрическа верига. Друг конектор на електрическа верига е свързан към контакт, който се движи с индексна стрелка. По този начин, с увеличаване на налягането, стрелката на индекса измества подвижния контакт, докато се свърже с втория контакт, фиксиран върху допълнителната стрелка. Механичните контакти, направени под формата на венчелистчета или стелажи, са изработени от сребро-никел (Ar80Ni20), сребро-паладий (Ag70Pd30), злато-сребро (Au80Ag20), платина-иридий (Pt75Ir25) и др.

Устройствата с механични контакти са проектирани за напрежение до 250 V и издържат на максимална мощност на прекъсване до 10 W DC или до 20 V×A AC. Малката разрушаваща сила на контактите осигурява достатъчно висока точност на задействане (до 0,5% пълна стойноствезни).

По-здрава електрическа връзка се осигурява от контакти с магнитно предварително натоварване. Разликата им от механичните е, че на обратната страна на контактите (с лепило или винтове) са фиксирани малки магнити, което повишава здравината на механичната връзка. Максималната мощност на прекъсване на контакти с магнитно предварително натоварване е до 30 W DC или до 50 V×A AC и напрежение до 380 V. Поради наличието на магнити в контактната система, класът на точност не надвишава 2,5.

Методи за проверка на ЕКГ

Електроконтактните манометри, както и сензорите за налягане, трябва периодично да се проверяват.

Електроконтактните манометри в полеви и лабораторни условия могат да се проверят по три начина:

проверка на нулева точка: когато налягането се отстрани, стрелката трябва да се върне към знака „0“, недостигът на стрелката не трябва да надвишава половината от толеранса за грешка на инструмента;

проверка работна точка: към изпитваното устройство се свързва контролен манометър и се сравняват показанията на двете устройства;

проверка (калибриране): проверка на уреда съгласно процедурата за проверка (калибриране) за от този типуреди.

Електроконтактните манометри и превключватели за налягане се проверяват за точността на работа на сигналните контакти, грешката на работа не трябва да бъде по-висока от паспортната.

Процедура за проверка

Извършете поддръжка на устройството за налягане:

Проверете маркировката и безопасността на пломбите;

Наличието и здравината на закрепването на капака;

Няма счупен заземителен проводник;

Липсата на вдлъбнатини и видими повреди, прах и мръсотия по корпуса;

Силата на монтажа на сензора (работа на място);

Цялост на кабелната изолация (работа на място);

Надеждност на закрепването на кабела във водното устройство (работа на мястото на работа);

Проверете затягането на крепежните елементи (работа на място);

За контактни устройства проверете съпротивлението на изолацията спрямо корпуса.

Сглобете верига за контактни устройства за налягане.

Постепенно увеличавайки налягането на входа, вземете показанията на примерния инструмент по време на хода напред и назад (намаляване на налягането). Отчетите трябва да се правят в 5 еднакво разположени точки от обхвата на измерване.

Проверете точността на работата на контактите според настройките.

ДЪРЖАВЕН МЕДИЦИНСКИ УНИВЕРСИТЕТ СЕМЕЙ

Инструментариумпо тази тема:

Изследване на реологичните свойства на биологичните течности.

Методи за изследване на кръвообращението.

Реография.

Съставител: Преп

Ковалева Л.В.

Основните въпроси на темата:

1. уравнение на Бернули. Статично и динамично налягане.
2. Реологични свойства на кръвта. вискозитет.
3. Формулата на Нютон.
4. Числото на Рейнолдс.
5. Нютонова и ненютонова течност
6. ламинарен поток.
7. турбулентен поток.
8. Определяне на вискозитета на кръвта с помощта на медицински вискозиметър.
9. Законът на Поазой.
10. Определяне на скоростта на кръвния поток.
11. обща съпротива на телесната тъкан. Физически основиреография. Реоенцефалография
12. Физическа основа на балистокардиографията.

уравнение на Бернули. Статично и динамично налягане.

Идеален се нарича несвиваем и не притежаващ вътрешно триене, или вискозитет; Стационарен или постоянен поток е поток, при който скоростите на частиците на течността във всяка точка на потока не се променят с времето. Постоянният поток се характеризира с линии на тока - въображаеми линии, съвпадащи с траекториите на частиците. Част от флуидния поток, ограничен от всички страни с линии на тока, образува потокова тръба или струя. Нека отделим една потокова тръба, толкова тясна, че скоростите на частиците V във всеки от нейните участъци S, перпендикулярни на оста на тръбата, могат да се считат за еднакви в целия участък. Тогава обемът на течността, протичаща през която и да е част от тръбата за единица време, остава постоянен, тъй като движението на частиците в течността се извършва само по оста на тръбата: . Това съотношение се нарича условието за непрекъснатост на струята.Това означава, че за реален флуид с постоянен поток през тръба с променливо напречно сечение, количеството Q течност, протичащо за единица време през която и да е секция на тръбата, остава постоянно (Q = const) и средните скорости на потока в различни тръбни секции са обратно обратни пропорционално на площите на тези секции: и т.н.

Нека отделим токова тръба в потока на идеален флуид и в него достатъчно малък обем течност с маса , който по време на потока на течността се движи от позицията НОдо позиция Б.

Поради малкия обем можем да приемем, че всички частици на течността в него са в равни условия: в положение НОимат скорост на налягане и са на височина h 1 от нулевото ниво; бременна AT- съответно . Напречните сечения на токовата тръба са съответно S 1 и S 2.

Течността под налягане има вътрешна потенциална енергия (енергия на налягането), поради която може да върши работа. Тази енергия Wpизмерено чрез произведението на налягането и обема Vтечности: . AT този случайдвижението на течната маса става под действието на разликата в силите на налягането в секциите Siи S2.Работата, извършена в това A rе равна на разликата в потенциалните енергии на налягането в точките . Тази работа се изразходва за работа за преодоляване на ефекта на гравитацията и да се промени кинетична енергиямаси

течности:

следователно, A p \u003d A h + A D

Пренареждайки членовете на уравнението, получаваме

Регламенти А и Бсе избират произволно; следователно може да се твърди, че на всяко място по протежение на тръбата на потока условието

разделяйки това уравнение на , получаваме

където - плътност на течността.

Ето какво е то уравнение на Бернули.Всички членове на уравнението, както лесно можете да видите, имат измерението на налягането и се наричат: статистически: хидростатични: - динамични. Тогава уравнението на Бернули може да се формулира, както следва:

в стационарен поток от идеален флуид, общото налягане, равно на сумата от статичното, хидростатичното и динамичното налягане, остава постоянно във всяко напречно сечение на потока.

За хоризонтална тръбаток, хидростатичното налягане остава постоянно и може да бъде отнесено към дясната страна на уравнението, което в този случай приема формата

статичното налягане определя потенциалната енергия на флуида (енергията на налягането), динамичното налягане - кинетично.

От това уравнение следва извод, наречен правилото на Бернули:

Статичното налягане на невиждаем флуид, когато тече през хоризонтална тръба, се увеличава, когато скоростта му намалява, и обратно.

Отоплителните системи трябва да бъдат тествани за устойчивост на налягане

От тази статия ще научите какво е статично и динамично налягане на отоплителната система, защо е необходимо и как се различава. Ще бъдат разгледани и причините за неговото увеличаване и намаляване и начините за тяхното отстраняване. Освен това ще говорим за натиска различни системинагряване и методи за тази проверка.

Видове налягане в отоплителната система

Има два вида:

• статистически;
• динамичен.

Какво е статичното налягане на отоплителната система? Това е, което се създава под въздействието на гравитацията. вода под собствено теглонатиска върху стените на системата със сила, пропорционална на височината, до която се издига. От 10 метра този индикатор е равен на 1 атмосфера. В статистическите системи не се използват проточни вентилатори, а охлаждащата течност циркулира през тръби и радиатори чрез гравитация. Това са отворени системи. Максимално наляганев отворена отоплителна система е около 1,5 атмосфери. AT модерно строителствотакива методи практически не се използват, дори при инсталиране на автономни вериги селски къщи. Това се дължи на факта, че за такава схема на циркулация е необходимо да се използват тръби с голям диаметър. Не е естетически и скъпо.

Динамичното налягане в отоплителната система може да се регулира

Динамично налягане в затворена системаотоплението се създава чрез изкуствено увеличаване на дебита на използваната охлаждаща течност електрическа помпа. Например, ако говорим за високи сгради или големи магистрали. Въпреки че сега дори в частни домове помпите се използват при инсталиране на отопление.

Важно! Това е заза свръхналягане, без да се отчита атмосферното налягане.

Всяка от отоплителните системи има своя собствена допустима якост на опън. С други думи, може да издържи различно натоварване. За да разберете какво работно наляганев затворена отоплителна система е необходимо да се добави динамична, изпомпвана от помпи, към статичната, създадена от воден стълб. За правилна работасистема, манометърът трябва да е стабилен. Манометърът е механично устройство, което измерва силата, с която водата се движи в отоплителната система. Състои се от пружина, стрелка и везна. Габарити са монтирани на ключови места. Благодарение на тях можете да разберете какво е работното налягане в отоплителната система, както и да идентифицирате неизправности в тръбопровода по време на диагностика.

Налягането пада

За да се компенсират капките, във веригата е вградено допълнително оборудване:

1. разширителен резервоар;
2. клапан за аварийно освобождаване на охлаждащата течност;
3. изходи за въздух.

Въздушен тест - тестовото налягане на отоплителната система се повишава до 1,5 бара, след което се понижава до 1 бар и се оставя за пет минути. В този случай загубите не трябва да надвишават 0,1 bar.

Тестване с вода - налягането се повишава до минимум 2 бара. Може би повече. Зависи от работното налягане. Максималното работно налягане на отоплителната система трябва да се умножи по 1,5. За пет минути загубата не трябва да надвишава 0,2 бара.

панел

Студено хидростатично изпитване - 15 минути при налягане 10 bar, загуба на не повече от 0,1 bar. Горещо тестване - повишаване на температурата във веригата до 60 градуса за седем часа.

Тестван с вода, изпомпване 2,5 бара. Допълнително се проверяват бойлерите (3-4 бара) и помпените агрегати.

Отоплителна мрежа

Допустимото налягане в отоплителната система постепенно се повишава до ниво, по-високо от работното с 1,25, но не по-малко от 16 bar.

Въз основа на резултатите от теста се съставя акт, който е документ, потвърждаващ изложените в него твърдения. експлоатационни характеристики. Те включват по-специално работното налягане.

коментари:

Основата за дизайна на всяка инженерни мрежие изчислението. За да се проектира правилно мрежа от захранващи или изпускателни въздуховоди, е необходимо да се знаят параметрите на въздушния поток. По-специално е необходимо да се изчисли скоростта на потока и загубата на налягане в канала за правилен избормощност на вентилатора.

При това изчисление важна роля играе такъв параметър като динамичен натиск върху стените на канала.

Поведение на средата във въздуховода

Вентилатор, който създава въздушен поток в захранването или изпускателен канал, придава потенциална енергия на този поток. В процеса на движение в ограниченото пространство на тръбата потенциалната енергия на въздуха се превръща частично в кинетична енергия. Този процес възниква в резултат на действието на потока върху стените на канала и се нарича динамично налягане.

В допълнение към него има и статично налягане, това е ефектът на въздушните молекули една върху друга в поток, отразява потенциалната му енергия. Кинетичната енергия на потока се отразява от индикатора за динамично въздействие, поради което този параметър участва в изчисленията.

При постоянен въздушен поток сумата от тези два параметъра е постоянна и се нарича пълно налягане. Може да се изрази в абсолютни и относителни единици. Референтната точка за абсолютното налягане е пълен вакуум, докато относителното налягане се счита, започвайки от атмосферното, тоест разликата между тях е 1 атм. По правило при изчисляване на всички тръбопроводи се използва стойността на относителното (прекомерно) въздействие.

Обратно към индекса

Физическото значение на параметъра

Ако разгледаме прави участъци от въздуховоди, чиито участъци намаляват при постоянен въздушен поток, тогава ще се наблюдава увеличение на дебита. В този случай динамичното налягане във въздуховодите ще се увеличи, а статичното налягане ще намалее, величината на общото въздействие ще остане непроменена. Съответно, за да може потокът да премине през такова стеснение (объркване), той трябва първоначално да бъде информиран необходимата сумаенергия, в противен случай консумацията може да намалее, което е неприемливо. Чрез изчисляване на величината на динамичното въздействие можете да разберете броя на загубите в този конфузер и да изберете правилната мощност за вентилационния блок.

Обратният процес ще възникне в случай на увеличаване на напречното сечение на канала при постоянен дебит (дифузор). Скоростта и динамичното въздействие ще започнат да намаляват, кинетичната енергия на потока ще се превърне в потенциална. Ако налягането, развивано от вентилатора, е твърде високо, скоростта на потока в зоната и в цялата система може да се увеличи.

В зависимост от сложността на схемата, вентилационните системи имат много завои, тройници, стеснения, клапани и други елементи, наречени локални съпротивления. Динамичният ефект в тези елементи се увеличава в зависимост от ъгъла на атака на потока вътрешна стенатръби. Някои части от системите причиняват значително увеличение на този параметър, например противопожарни клапи, в които една или повече клапи са монтирани в пътя на потока. Това създава повишено съпротивление на потока в зоната, което трябва да се вземе предвид при изчислението. Следователно във всички горепосочени случаи трябва да знаете стойността на динамичното налягане в канала.

Обратно към индекса

Изчисления на параметри по формули

На прав участък скоростта на движение на въздуха в канала е непроменена, а величината на динамичното въздействие остава постоянна. Последното се изчислява по формулата:

Rd = v2γ / 2g

В тази формула:

• Pd е динамичното налягане в kgf/m2;
• V е скоростта на въздуха в m/s;
• γ — специфично тегловъздух в тази зона, kg/m3;
• g е ускорението, дължащо се на гравитацията, равно на 9,81 m/s2.

Можете да получите стойността на динамичното налягане в други единици, в паскали. Има друга версия на тази формула за това:

Pd = ρ(v2 / 2)

Тук ρ е плътността на въздуха, kg/m3. Тъй като няма условия за компресия във вентилационните системи въздушна средадо такава степен, че плътността му се променя, тя се приема постоянна - 1,2 kg / m3.

Освен това е необходимо да се разгледа как величината на динамичното действие е включена в изчисляването на каналите. Смисълът на това изчисление е да се определят загубите в цялата доставка или изпускателна вентилацияза избор на налягането на вентилатора, неговия дизайн и мощността на двигателя. Изчисляването на загубите се извършва на два етапа: първо се определят загубите от триене в стените на канала, след това се изчислява спадът на мощността на въздушния поток при локални съпротивления. Параметърът на динамичното налягане участва в изчислението и на двата етапа.

Съпротивлението на триене на 1 m от кръглия канал се изчислява по формулата:

R = (λ / d) Rd, където:

• Pd е динамичното налягане в kgf/m2 или Pa;
• λ е коефициентът на съпротивление на триене;
• d е диаметърът на канала в метри.

Загубите от триене се определят отделно за всяка секция с различни диаметри и скорости на потока. Получената стойност на R се умножава по обща дължинаканали с изчисления диаметър, добавете загуби при локални съпротивления и получите общ смисълза цялата система:

HB = ∑(Rl + Z)

Ето опциите:

1. HB (kgf/m2) - общи загуби във вентилационната система.
2. R е загубата от триене на 1 m от кръговия канал.
3. l (m) е дължината на участъка.
4. Z (kgf / m2) - загуби в местни съпротивления (огъвания, кръстове, клапани и т.н.).

Обратно към индекса

Определяне на параметри на локални съпротивления на вентилационната система

При определяне на Z параметъра участва и величината на динамичното въздействие. Разликата с правия участък е, че в различни елементисистема, потокът променя посоката си, разклонява се, сближава се. В този случай средата взаимодейства с вътрешните стени на канала не тангенциално, а под различни ъгли. За да вземем това предвид, в формула за изчислениеможете да въведете тригонометрична функция, но има много трудности. Например, при преминаване на обикновен завой от 90⁰, въздухът се завърта и притиска вътрешната стена най-малко три различни ъгъла (в зависимост от дизайна на завоя). В системата на каналите има много по-сложни елементи, как да изчислим загубите в тях? Има формула за това:

1. Z = ∑ξ Rd.

За да се опрости процеса на изчисление, във формулата е въведен безразмерен коефициент на локално съпротивление. За всеки елемент вентилационна систематой е различен и е референтна стойност. Стойностите на коефициентите са получени чрез изчисления или емпирично. Много производствени предприятия произвеждат вентилационно оборудване, провеждат свои собствени аеродинамични изследвания и изчисления на продуктите. Техните резултати, включително коефициента на локално съпротивление на елемента (напр. противопожарна клапа), се вписват в паспорта на продукта или се поставят в техническа документацияна вашия сайт.

За да се опрости процеса на изчисляване на загубите вентилационни каналивсички динамични стойности на въздействие за различни скорости също се изчисляват и обобщават в таблици, от които могат лесно да бъдат избрани и вмъкнати във формули. Таблица 1 изброява някои стойности за най-често използваните скорости на въздуха във въздуховодите.

уравнение на Бернули. Статично и динамично налягане.

Идеален се нарича несвиваем и няма вътрешно триене или вискозитет; Стационарен или постоянен поток е поток, при който скоростите на частиците на течността във всяка точка на потока не се променят с времето. Постоянният поток се характеризира с линии на тока - въображаеми линии, съвпадащи с траекториите на частиците. Част от флуидния поток, ограничен от всички страни с линии на тока, образува потокова тръба или струя. Нека отделим една потокова тръба, толкова тясна, че скоростите на частиците V във всеки от нейните участъци S, перпендикулярни на оста на тръбата, могат да се считат за еднакви в целия участък. Тогава обемът на течността, протичаща през която и да е част от тръбата за единица време, остава постоянен, тъй като движението на частиците в течността се извършва само по оста на тръбата: . Това съотношение се нарича условието за непрекъснатост на струята.Това означава, че за реален флуид с постоянен поток през тръба с променливо напречно сечение, количеството Q течност, протичащо за единица време през която и да е секция на тръбата, остава постоянно (Q = const) и средните скорости на потока в различни тръбни секции са обратно обратни пропорционално на площите на тези секции: и т.н.

Нека отделим токова тръба в потока на идеален флуид и в него достатъчно малък обем течност с маса , който по време на потока на течността се движи от позицията НОдо позиция Б.

Поради малкия обем можем да приемем, че всички частици на течността в него са в равни условия: в положение НОимат скорост на налягане и са на височина h 1 от нулевото ниво; бременна AT- съответно . Напречните сечения на токовата тръба са съответно S 1 и S 2.

Течността под налягане има вътрешна потенциална енергия (енергия на налягането), поради която може да върши работа. Тази енергия Wpизмерено чрез произведението на налягането и обема Vтечности: . В този случай движението на течната маса се осъществява под действието на разликата в силите на налягането в секциите Siи S2.Работата, извършена в това A rе равна на разликата в потенциалните енергии на налягането в точките . Тази работа се изразходва за работа за преодоляване на ефекта на гравитацията и върху промяната в кинетичната енергия на масата

течности:

следователно, A p \u003d A h + A D

Пренареждайки членовете на уравнението, получаваме

Регламенти А и Бсе избират произволно; следователно може да се твърди, че на всяко място по протежение на тръбата на потока условието

разделяйки това уравнение на , получаваме

където - плътност на течността.

Ето какво е то уравнение на Бернули.Всички членове на уравнението, както лесно можете да видите, имат измерението на налягането и се наричат: статистически: хидростатични: - динамични. Тогава уравнението на Бернули може да се формулира, както следва:

в стационарен поток от идеален флуид, общото налягане, равно на сумата от статичното, хидростатичното и динамичното налягане, остава постоянно във всяко напречно сечение на потока.

За тръба с хоризонтален поток хидростатичното налягане остава постоянно и може да бъде отнесено към дясната страна на уравнението, което след това приема формата

статичното налягане определя потенциалната енергия на флуида (енергията на налягането), динамичното налягане - кинетично.

От това уравнение следва извод, наречен правилото на Бернули:

Статичното налягане на невиждаем флуид, когато тече през хоризонтална тръба, се увеличава, когато скоростта му намалява, и обратно.

Вискозитет на течността

реологияе науката за деформацията и течливостта на материята. Под реология на кръвта (хеморология) имаме предвид изследването на биофизичните характеристики на кръвта като вискозна течност. В реална течност между молекулите действат сили на взаимно привличане, причинявайки вътрешно триене.Вътрешното триене, например, причинява сила на съпротивление при разбъркване на течност, забавяне на скоростта на падащи тела, хвърлени в нея, а също и, при определени условия, ламинарен поток.

Нютон установи, че силата F B на вътрешно триене между два слоя флуид, движещи се с различни скорости, зависи от естеството на флуида и е право пропорционална на площта S на контактуващите слоеве и градиента на скоростта dv/dzмежду тях F = Sdv/dzкъдето е коефициентът на пропорционалност, наречен коефициент на вискозитет или просто вискозитеттечност и в зависимост от нейния характер.

Сила FBдейства тангенциално към повърхността на слоевете течност в контакт и е насочена по такъв начин, че ускорява движещия се по-бавно слой, забавя движението на слоя по-бързо.

Градиентът на скоростта в този случай характеризира скоростта на промяна в скоростта между слоевете на течността, т.е. в посока, перпендикулярна на посоката на потока на течността. За крайни стойности е равно на .

Единица за коефициент на вискозитет в , в системата CGS - , това устройство се нарича уравновесеност(Р). Съотношението между тях: .

На практика вискозитетът на течността се характеризира с относителен вискозитет, което се разбира като съотношението на коефициента на вискозитет на дадена течност към коефициента на вискозитет на водата при същата температура:

Повечето течности (вода, ниско молекулно тегло органични съединения, истински разтвори, стопени метали и техните соли) коефициентът на вискозитет зависи само от естеството на течността и температурата (с повишаване на температурата коефициентът на вискозитет намалява). Такива течности се наричат Нютонов.

За някои течности, предимно високомолекулни (например полимерни разтвори) или представляващи дисперсни системи (суспензии и емулсии), коефициентът на вискозитет зависи и от режима на потока – градиент на налягането и скоростта. С тяхното увеличаване вискозитетът на течността намалява поради нарушаване на вътрешната структура на течния поток. Такива течности се наричат ​​структурно вискозни или ненютонов.Техният вискозитет се характеризира с т.нар условен коефициент на вискозитет,което се отнася до определени условия на потока на флуида (налягане, скорост).

Кръвта е суспензия от формени елементи в протеинов разтвор - плазма. Плазмата е практически нютонова течност. Тъй като 93% от образуваните елементи са еритроцити, тогава, в опростен изглед, кръвта е суспензия на еритроцити във физиологичен разтвор. Следователно, строго погледнато, кръвта трябва да се класифицира като ненютонови течности. Освен това по време на потока на кръвта през съдовете се наблюдава концентрация на формирани елементи в централната част на потока, където вискозитетът съответно се увеличава. Но тъй като вискозитетът на кръвта не е толкова голям, тези явления се пренебрегват и нейният вискозитетен коефициент се счита за постоянна стойност.

Относителният вискозитет на кръвта обикновено е 4,2-6. При патологични състояния може да намалее до 2-3 (при анемия) или да се увеличи до 15-20 (при полицитемия), което влияе върху скоростта на утаяване на еритроцитите (ESR). Промяната в вискозитета на кръвта е една от причините за промяната в скоростта на утаяване на еритроцитите (ESR). Вискозитетът на кръвта е диагностична стойност. някои инфекциозни заболяванияповишават вискозитета, докато други, като коремен тиф и туберкулоза, намаляват.

Относителният вискозитет на кръвния серум е нормално 1,64-1,69, а при патология 1,5-2,0. Както при всяка течност, вискозитетът на кръвта се увеличава с понижаване на температурата. С увеличаване на твърдостта на еритроцитната мембрана, например при атеросклероза, вискозитетът на кръвта също се увеличава, което води до увеличаване на натоварването на сърцето. Вискозитетът на кръвта не е еднакъв в широки и тесни съдове, както и ефектът от диаметъра кръвоносен съдВискозитетът започва да се влияе при луфт по-малък от 1 mm. В съдове, по-тънки от 0,5 mm, вискозитетът намалява право пропорционално на скъсяването на диаметъра, тъй като в тях еритроцитите се подреждат по оста във верига като змия и са заобиколени от слой плазма, който изолира "змията" от съдовата стена.