系统分析中的能量守恒方法

资料来源: 里卡多梅希亚-阿尔瓦雷斯和 Hussam Hikmat, 密歇根州立大学机械工程系, 东兰辛, MI

本实验的目的是为了说明能量守恒方程的应用, 以确定流动系统的性能。为此, 将稳态、不可压缩流的能量方程应用于带有闸阀的短管中。闸板阀随后逐渐闭合, 其对流动条件的影响也得到了表征。此外, 通过系统曲线与风机特性曲线的比较, 研究了该流量系统与驱动气流的风扇之间的相互作用。

这个实验有助于了解如何利用能量耗散阀来限制流量。同样, 在同样的原理下, 这个实验提供了一个简单的方法来测量流量在一个尖锐的入口的压力变化。

1. 设置设施

确保风扇没有运行, 因此设备中没有流。
验证数据获取系统 (图 4(A)) 是否遵循图2B 中的示意图。
1. 将压力传感器的正端口连接到阀门 () 的上游的压力开关 #1 (参考图 2B).
2. 离开压力传感器的负端口 #1 打开到机房条件 (接收器:).因此, 该传感器的读数将直接.
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图 5显示当前测量的结果。在这里, 黑实线是由方程 (2) 和每条红线与方程 (3) 的不同值的阀门的损耗系数产生的。从图中可见, 当阀门关闭时, 系统曲线会增加其斜率。换言之, 这一实验表明, 阀门运行的原理是增加能量耗散来限制流量。另一方面, 从方程 (5) 可以推断, 当阀门完全闭合时, 的值变为无穷大. 从概念上说, 这种?...

本实验探讨了能量方程在管流中的作用。实验表明, 该阀通过增加能量耗散来诱导水流阻力。考虑到流动系统的压降与流量的平方成正比, 能量耗散效应被比例系数的大小所俘获。这个系数是增加的损失系数的所有元素的流动系统, 包括阀门。阀的损耗系数随着阀门的逐渐闭合而单调增加。这种效应增加了系统曲线的斜率, 从而在阀门完全闭合时达到无穷大的值。

上述行为与驱...

White, F. M. Fluid Mechanics, 7th ed., McGraw-Hill, 2009.
Munson, B.R., D.F. Young, T.H. Okiishi. Fundamentals of Fluid Mechanics. 5^th ed., Wiley, 2006.

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