Основы теплотехники. Перенос энергии и массы. Овечкин Б.Б. - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

Рис.r2.9.rСхема
распределения
давления в печи
Рис. 2.10. Истечение
газа через отверстие
скорость и работа трения равна нулю, следовательно из уравнения
Бернулли получаем:
( )
2 1 2 1
g H H P P 0
ρ
− + − =
. (3)
Пусть Н
2
и Р
2
будут переменной высоты и
переменной давления (Н и Р), а Н
1
и Р
1
– их
начальными значениями (Н
н
и Р
н
). Если
обозначим Н – Н
н
= Z, то уравнение (3) примет
вид
н
P P gZ
ρ
= −
. Видно, что давление газа
падает с высотой. Температура газа в печи выше,
чем температура окружающего воздуха, и
следовательно плотность воздуха больше
плотности газа. Как будет распределяться избыточное давление на
стенки сосуда, заполненного газом, более легким, чем окружающий
воздух?
Нижняя часть сосуда сообщается с воздухом. В плоскости раздела
давление одинаково. Выше уровня Н
н
давление газа и воздуха падает в
соответствии с уравнениями:
г н г
P P gZ
ρ
= −
,
в н в
P P gZ
ρ
= −
.
Вычитая, получим
( )
г в в г
h PР gZ
ρ ρ
= − = −
, т.к. плотность воздуха
выше плотности газа, то давление горячего газа в сосуде (печи) всегда
выше, чем давление окружающей атмосферы. Если рабочие окна печи
находятся в районе пода, то давление приблизительно равно
атмосферному. Избыточное давление внутри рабочего пространства
печи возрастает от нуля до максимума под сводом.
Истечение газа через отверстия
Цель расчета истечения – найти скорость и расход газа,
выходящего из отверстия (рис. 2.10). При низких скоростях истечения
(150–200 м/с) газ можно считать несжимаемой
жидкостью. Пусть газ вытекает из емкости
больших размеров по сравнению с размерами
отверстия, тогда можно принять скорость в
сечении 1–1 равной нулю (W
1
= 0). Применяем
уравнение Бернулли к сечению 1 и 2. Сечение 1
и 2 находятся на одном уровне, поэтому Н
1
= Н
2
,
следовательно
1 2
gH gH 0
ρ ρ
− =
.
Уравнение Бернулли
2 2
1 2
1 1 2 2
W W
P gH P gH
2 2
ρ ρ ρ ρ
+ + = + +
28

Страницы