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排氣閥孔口空氣流動(dòng)理論

2012-10-27 10:28:20      點(diǎn)擊:
作為可壓縮流體,空氣的密度和體積隨氣壓和溫度變化而變化。當(dāng)空氣進(jìn)排氣閥排氣時(shí),管道內(nèi)補(bǔ)充的水流體積應(yīng)等于該工作壓力下排出的壓縮氣休體積,而當(dāng)空氣進(jìn)排氣閥進(jìn)氣時(shí),管道在負(fù)壓條件下的吸入空氣經(jīng)膨脹后的體積大于在外界標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積。

根據(jù)流體連續(xù)性,管道或孔口處任意位置空氣的瞬間質(zhì)量流最認(rèn)為是恒定的,僅取決于該位置的氣體密度,而與其氣壓呈反比。假設(shè)孔口的空氣流動(dòng)是在絕熱條件下進(jìn)行的,有兩種流動(dòng)狀態(tài),一是亞臨界狀態(tài),另一種是超臨界狀態(tài),臨界流動(dòng)狀態(tài)的發(fā)生條件是:



式中:P1為空氣進(jìn)排氣閥內(nèi)側(cè),即連接管道一側(cè)的氣壓;P2為空氣閥外側(cè),即與周圍空氣相連的氣壓,等同于大氣壓Pa; k為空氣絕熱系數(shù)。

當(dāng)空氣進(jìn)排氣閥進(jìn)氣時(shí),P2>P1;當(dāng)空氣閥排氣時(shí),P1>P2當(dāng)空氣絕熱系數(shù)k=1. 4,則氣壓比P1/P2=1. 89,該值是孔口空氣流動(dòng)的臨界值。

當(dāng)氣壓比小于臨界值時(shí),單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)孔口空氣質(zhì)量取決于孔口兩側(cè)的氣壓比。當(dāng)氣壓比大于臨界值時(shí),氣流流動(dòng)與孔口外側(cè)條件無(wú)關(guān),只與內(nèi)側(cè)有關(guān)。因此,空氣進(jìn)排氣閥孔口尺寸計(jì)算應(yīng)對(duì)排氣與進(jìn)氣分別進(jìn)行。
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