文丘里管射流装置的结构及工作原理讲课稿
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蒸汽喷射器是以蒸汽为动力实现工程需要的器件,它不用电力,没有移动与转动机件,系统简单,工作可靠,故使用广泛。
一工作原理:
蒸汽喷射器把高压蒸汽的势能通过喷咀形成高速动能,带动吸引低压蒸汽在喷射器混合段充分混和,降速,升压,供生产之需。
二结构介绍:
喷射器结构主要有两大部分:
1.喷咀: 高压蒸汽通过喷咀形成高速射流, 喷咀的形状,尺寸根据蒸汽性质(过热汽还是饱和汽)及蒸汽在喷咀中的压降来计算,当喷咀的压降
过热汽为初压的45.5%以上。
饱和汽为初压的42.3%以上。
喷咀做成拉伐尔喷咀,否则喷咀为锥形,材料採用1Cr18Ni9Ti
2. 喷射器混合段: 高,低压两股汽在此管内先进入,次混和均匀,后降速增压。
所以混合段有前,中,后三段,作用不同。
形状有别,通过总流量来设计其尺寸(直径与长度)最终合成所需压力的蒸汽。
连结上二者的机件称汽室,使二件保持合理的距离,具有一定空间。
蒸汽喷射器的材质常用20#优质碳素钢。
给你介绍'文丘里式喷射器'其主要结构与蒸汽喷射真空泵结构类似.。
文丘里管的工作原理
文丘里管是一种常用于科学实验室和医疗领域的仪器,用于测量气体体积。
它的工作原理是基于气体压力和体积的反比关系。
文丘里管通常由一根长而细的玻璃管组成,其中一端封闭,另一端开放。
管中有一个可移动的柱塞,用于调节气体的体积。
在进行实验前,需要将文丘里管装满某种气体,可以通过开启一端的阀门或利用气体泵来完成。
然后,柱塞被移动到管中的某个位置,这样就确定了一个初始体积。
接下来,会对气体施加压力或改变温度,从而引起气体的体积变化。
当压力增加时,气体会被压缩到文丘里管中,导致柱塞向封闭端移动,从而减小了体积。
当压力减小时,气体会膨胀,柱塞则会向开放端移动,增大了体积。
通过测量柱塞移动的距离或从刻度上读取柱塞所在位置的体积,可以计算出气体的体积变化。
这样,就能够得到在不同压力条件下的气体体积和压力之间的关系。
文丘里管的工作原理基于波义耳-马略特定律,即在恒定温度下,气体的压力与体积成反比。
这个定律被广泛应用于理解气体行为和进行气体实验。
总之,文丘里管是通过测量气体体积的变化来研究气体性质和压力与体积之间的关系的仪器。
文丘里管射流装置的结构及工作原理作者:西南科技大学王海军着现代工业的加速发展,在工农业生产的诸多领域对射流技术的需求日渐广泛。
如金属切割、打磨、工件的表面清洗等,因此,提高射流装置的效率,降低其成本,具有重要意义。
现有的液体加压射流喷射器装置,主要是以气压机与泵相结合的加压喷射器装置为主。
进入2O世纪8O年代以来,各国多把注意力集中在如何形成一种特殊的脉冲射流发生器上,许多研究人员为此进行了大量的研究与实验,提出了各种类型的脉冲水射流发生装置,但对于改进射流喷头方面并没有太大的发展,尤其是结构的简化方面。
传统设备在生产工艺上虽然可以满足实际需求,但是其结构复杂、体积相对较大,且不能满足一些特殊的要求,如强腐蚀性液体、磨液、易堵高粘稠性液体等对设备损坏较大,造成设备无法正常运行,折旧速度加快。
笔者利用文丘里管结合气压机的射流装置,革新了喷射器部分。
在本设计中真空度主要由“文丘里管(真空泵主要构件)”产生,而且可以达到要求;若采用两根“文丘里管”串连,则产生的真空度达原来的十几倍。
射流的压力大小主要由速度决定,调节气流的相关参数即可以对射流进行调节。
本设计将原有普通连续水射流喷射器结构与文丘里管结构相结合,利用喷管高压空气流从小孔吹出的方式而使液室产生真空引力引起气液在混合室混合。
因此,可以由空气吹出速度的大小来调节真空度的大小。
该装置减少了原有的加压喷射器需要泵提供液体注入动力,节约了能量、减小了体积。
图1 文丘里管射流实验装置结构示意图压力表1、2、3分别测量文丘里管人口、喉、出口,B1、B2分别为调节阀,α、β分别为文丘里管的前后倾角。
其中α=15° β=12°,管直径a=50 mm,文丘里管的喉部直径b=15.6 mm,全管的长度为400 mm。
2 分析与结果2.1 原理文丘里管射流装置的工作原理可以用伯努利方程和连续方程来表达:伯努利方程:连续方程:V· A=常数 (2)式中,V-流体流速,m/s;g——重力加速度,n;ρ——流体压力,Pa;γ——流体比重,M/n3;z--流体势能,m;A——过流截面,m2。
文丘里管的作用和工作原理文丘里管是一种广泛应用于化学、生物和药物研究中的实验室装置,它被设计用于收集气体样品或调节气体流量。
文丘里管在化学实验室中经常用于收集气体产物、分离混合物中的气体成分、测量气体产生速率和测量气体的体积等。
此外,在生物和药物研究中,文丘里管也可以用于测定气体产物的浓度和测量细胞呼吸速率等。
文丘里管的工作原理基于理想气体定律,即相同温度和压力下,气体的体积与摩尔数成正比。
文丘里管通常由玻璃制成,呈U形,两端分别为垂直短管和一段斜长管。
其中斜长管的一端连接到气体源,另一端通常通过水封连接到收集器或气体收集装置。
当气体产物或混合物中的气体进入文丘里管时,气体通过气体源进入斜长管,然后移动到直立的短管中。
由于重力的作用,气体会被迫上升,直至进入垂直短管中。
在此过程中,水封在斜长管中形成水柱,起到限制气体逆流的作用。
一旦气体进入垂直短管,它会在短管中围绕水柱上升,直到水柱足够长以阻止气体进一步上升。
此时,气体体积就可通过测量垂直短管中的水柱高度来确定。
文丘里管的工作原理可以用以下公式表示:V = R * (h1 - h2)其中V表示气体的体积,R为文丘里管的容积,h1为短管中水柱的高度,h2为斜长管中水柱的高度。
根据这个公式,可以通过测量水柱的高度变化来确定气体体积的变化。
文丘里管的工作原理还涉及到一些其他因素,如温度和压力的影响。
在实际应用中,为了保持温度和压力的恒定,通常需要对文丘里管进行温度和压力的控制。
这可以通过在文丘里管中加热器或冷却器来控制温度,以及通过连接到真空泵或气体源的阀门来控制气体压力。
总的来说,文丘里管是一种常用于化学、生物和药物研究的实验室工具,它的工作原理基于理想气体定律,通过测量水柱的高度变化来确定气体体积的变化。
文丘里管不仅可以被用于收集气体样品,还可以用于测定气体体积、测量气体产生速率和浓度,以及调节气体流量等。
文丘里管的工作原理
文丘里管(Venturi tube)是一种利用流体动力学原理测量流
量的装置。
它是由意大利工程师文丘里(Giovanni Battista Venturi)于18世纪末发明的。
文丘里管的工作原理基于贝努利定律和连续性方程。
贝努利定律认为在不可压缩且没有能量损失的情况下,流体的总能量保持恒定。
连续性方程则描述了流体在不同截面的流动速度与截面积之间的关系。
文丘里管的结构通常由呈锥形的管道构成,中间有一个狭窄的喉部。
流体从较宽的管道进入喉部,并在喉部快速加速流动,导致压力降低。
随后,流体通过喉部后的较窄管道中缓慢流动,使流速降低,压力增加。
最终,流体流出文丘里管。
文丘里管中的压力差可以用于测量流量。
通过测量流体进入和离开文丘里管的压差,可以推断出流体的流量。
由于文丘里管的结构和几何形状是已知的,使用特定的方程式可以将压差转换为流量。
文丘里管具有简单、可靠、不易受外界因素影响等优点,因此在流量测量领域得到广泛应用。
它常用于工业流程控制、水力学实验室和流体力学研究等领域。
文丘里管的工作原理
文丘里管的工作原理是通过气体的管流来产生声音。
它是由一根空心的管子构成的,管子的一端开口,另一端封闭,并在封闭的一端上开一个小孔。
当气流通过管子时,会在开口处形成一个涡流。
这个涡流随着气流的快慢变化,会在管子内产生一个共振效应,使得管子发出特定频率的声音。
具体来说,当气流通过管子时,由于管子一侧的开口和封闭端的小孔,气流会产生较大的速度差。
这种速度差会造成气流在管子内形成涡流,通过涡流的旋转运动,使得气流中的空气分子受到扰动,进而产生了振动。
这种振动传导到管壁上,再由管壁传导到空气中,就形成了声音。
在文丘里管中,涡流的特定频率与管子的长度、直径以及气体的速度有关。
通过调整这些参数,可以改变涡流的频率,从而控制文丘里管发出的声音的音高和音质。
总的来说,文丘里管的工作原理是利用涡流产生的振动效应,使得管子发出特定频率的声音。
通过调节管子的参数,可以控制发出声音的音高和音质。
文丘里喷射器原理
文丘里喷射器原理是在压力和流量的监控下,将流体沿两个分流流道
进行分别稳定的分流,形成高速流体喷射。
系统从一个或多个油嘴输入,
油嘴可用于控制流量。
当流量达到一定程度时,通过一个过流阀控制流量,过流阀将流量调节到一定值,而油嘴所控制的流量一般比过流阀要大一些。
流经油嘴的流体将通过一个扩散筒进入文丘里喷射器中,在扩散筒内
部按照一定的力学原理进行分流,分流后的流体,由两个独立的管道沿着
不同的方向进入喷射器头部,头部内部则会有两个分离的射口每一射口均
能产生稳定的射流,并且是同步进行的,沿着不同的方向和方位尾流形成
空气动力学PROPELLERS.此外,由于流体可以从两个管道中分别进入,可
以达到对不同类型和形状的物体进行表面处理的目的,因此可以更好地满
足不同材料的加工要求。
文丘里管射流装置的结构及工作原理作者:西南科技大学王海军着现代工业的加速发展,在工农业生产的诸多领域对射流技术的需求日渐广泛。
如金属切割、打磨、工件的表面清洗等,因此,提高射流装置的效率,降低其成本,具有重要意义。
现有的液体加压射流喷射器装置,主要是以气压机与泵相结合的加压喷射器装置为主。
进入2O世纪8O年代以来,各国多把注意力集中在如何形成一种特殊的脉冲射流发生器上,许多研究人员为此进行了大量的研究与实验,提出了各种类型的脉冲水射流发生装置,但对于改进射流喷头方面并没有太大的发展,尤其是结构的简化方面。
传统设备在生产工艺上虽然可以满足实际需求,但是其结构复杂、体积相对较大,且不能满足一些特殊的要求,如强腐蚀性液体、磨液、易堵高粘稠性液体等对设备损坏较大,造成设备无法正常运行,折旧速度加快。
笔者利用文丘里管结合气压机的射流装置,革新了喷射器部分。
在本设计中真空度主要由“文丘里管(真空泵主要构件)”产生,而且可以达到要求;若采用两根“文丘里管”串连,则产生的真空度达原来的十几倍。
射流的压力大小主要由速度决定,调节气流的相关参数即可以对射流进行调节。
本设计将原有普通连续水射流喷射器结构与文丘里管结构相结合,利用喷管高压空气流从小孔吹出的方式而使液室产生真空引力引起气液在混合室混合。
因此,可以由空气吹出速度的大小来调节真空度的大小。
该装置减少了原有的加压喷射器需要泵提供液体注入动力,节约了能量、减小了体积。
图1 文丘里管射流实验装置结构示意图压力表1、2、3分别测量文丘里管人口、喉、出口,B1、B2分别为调节阀,α、β分别为文丘里管的前后倾角。
其中α=15° β=12°,管直径a=50 mm,文丘里管的喉部直径b=15.6 mm,全管的长度为400 mm。
2 分析与结果2.1 原理文丘里管射流装置的工作原理可以用伯努利方程和连续方程来表达:伯努利方程:连续方程:V· A=常数(2)式中,V-流体流速,m/s;g——重力加速度,n;ρ——流体压力,Pa;γ——流体比重,M/n3;z--流体势能,m;A——过流截面,m2。
文丘里管射流装置的结构及工作原理
文丘里管射流装置的结构及工作原理
作者:西南科技大学王海军
着现代工业的加速发展,在工农业生产的诸多领域对射流技术的需求日渐广泛。
如金属切割、打磨、工件的表面清洗等,因此,提高射流装置的效率,降低其成本,具有重要意义。
现有的液体加压射流喷射器装置,主要是以气压机与泵相结合的加压喷射器装置为主。
进入2O世纪8O年代以来,各国多把注意力集中在如何形成一种特殊的脉冲射流发生器上,许多研究人员为此进行了大量的研究与实验,提出了各种类型的脉冲水射流发生装置,但对于改进射流喷头方面并没有太大的发展,尤其是结构的简化方面。
传统设备在生产工艺上虽然可以满足实际需求,但是其结构复杂、体积相对较大,且不能满足一些特殊的要求,如强腐蚀性液体、磨液、易堵高粘稠性液体等对设备损坏较大,造成设备无法正常运行,折旧速度加快。
笔者利用文丘里管结合气压机的射流装置,革新了喷射器部分。
在本设计中真空度主要由“文丘里管(真空泵主要构件)”产生,而且可以达到要求;若采用两根“文丘里管”串连,则产生的真空度达原来的十几倍。
射流的压力大小主要由速度决定,调节气流的相关参数即可以对射流进行调节。
本设计将原有普通连续水射流喷射器结构与文丘里管结构相结合,利用喷管高压空气流从小孔吹出的方式而使液室产生真空引力引起气液在混合室混合。
因此,可以由空气吹出速度的大小来调节真空度的大小。
该装置减少了原有的加压喷射器需要泵提供液体注入动力,节约了能量、减小
了体积。
图1 文丘里管射流实验装置结构示意图
压力表1、2、3分别测量文丘里管人口、喉、出口,B1、B2分别为调节阀,α、β分别为文丘里管的前后倾角。
其中α=15° β=12°,管直径a=50 mm,文丘里管的喉部直径b=15.6 mm,全管的长度为400 mm。
2 分析与结果
2.1 原理
文丘里管射流装置的工作原理可以用伯努利方程和连续方程来表达:伯努利方程:
连续方程:
V· A=常数 (2)
式中,V-流体流速,m/s;g——重力加速度,n;ρ——流体压力,Pa;γ——流体比重,M/n3;z--流体势能,m;A——过流截面,m2。
文丘里管的流量特征可用下式表示:
式中,Q1——注人文丘里管的液体量,m/s;Q2——文丘里管流出流量,m/s;△H- 文丘里管前后压差,m;△p——文丘里管前后压力损失,Pa;k2——与△H相对应的总阻力综合参数;p1——并联文丘里管的入口压力,Pa;p2——并联文丘里管的出口压力,Pa。
支管两端的压力损失△H可用下式表达:
式中Σζ--支管各处(包括文丘管)的总阻力系数;v--通过支管各处的流量,m/s。
导出总阻力综合参数k2及流速v2、v3由式(2)、(3)、(4)可以推出:
式中d- 喷管各处的直径,m。
又由式(2)、(3)可以推出:
式中 v2——通过文丘里管导出的液体流速,m/s; v3——通过文丘里管喉部的流速,m/s。
在文丘里管的喉部应用伯努利方程(1)得:
式中p3——文丘里管的喉部压力,Pa;△h1——文丘里管逐步缩小的压力损失,m;△h2——压力表(1)与文丘里管前端之间的压力损失,m。
由(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)可以推出P3与△p、P4、Q2以及文丘里管结构性能参数(k2、c1 、c、d2、d3)之间的函数关系式:
式中,c1为与△h1相对应的前倾角阻力系数,c为与△h2相对的阻力系数。
根据以上推导,理论上可得出如下结论:(1)、文丘里管喉部压力P3与前后压力差△p成线性关系即与△H成线性关系;(2)、文丘里管喉部压力P3与流量平方(Q2-Q1)2成线性关系。
2.2 实验研究
建立图1的试验装置,以上述特定的文丘里管射流喷射器装置为研究对象。
结合公式(3)、(9)的结论,通过调节阀b1、b2及高压气泵a对上述试验装
置相关参数进行测量得到P3与△H以及Q22之间的经验公式和关系曲线(图2、图3)。
通过对两组参数的测定,所得的实测数据经线性拟合数据得p3与△H以及与Q22有如下经验公式:
P3=-0.140△H+0.050
P3=-0.033(Q2-Q1)2 +0.430
在实际的自吸式液体加压喷射器装置的加工中可以通过控制参数的△H大小来对装置的型号进行确定。
在实际的生产过程中则可以通过调节流量Q22来进行适时控制。
3 结论
利用文丘里管与原有射流喷头相结合而设计的新型射流喷射器装置,不仅结构简单,造价低,而且其可行性强。
P3与流过的流量成线性关系(如图2、图3的曲线所示),经试验分析P3在-0.9—-0.2 Mp 之间具有相当较好的独立线性度,其独立线性度为12.O%。
通过在该范围内调节相关参数,对需加压
液体Q1状态进行有效控制。
根据这一特征,文丘里管液体加压喷射器装置在实际运用中,只要喉部压力P3在-0.9~0.2 MPa之间,控制文丘里管两端压差或流过的流量,就可以利用其较好的线性关系简单地控制喉部压力,有效地调节射流流量及强度。
采用文丘里管液体加压喷射器较其他同类设备具有以下优点:(1)体积小,结构简单。
在实际工程运用中体积经常是一个相当重要的因素,该装置体积较其它装置体积大幅度减小,整个装置重量为1 kg左右,这极大的增加其使用范围,也方便了设备的改进。
如:在工程中可以在气液进口处改为软管而实现其可移动使用等。
(2)耗能低。
该装置的运用可以减少一些其它的设备如液泵等,即可以起到节能的效果。
而且,自吸式吸人是在利用高压气流对液体产生的横向力的基础上设计,不仅克服原有采用气压机和液泵结合的设备垂直管注入液时高压气流对注入液的影响,而且利用了上述阻力。
(3)运用范围广泛。
由于其价格、体积及内部结构上的特点,该装置较其它相同类型装置,更加具有灵活性,方便使用于狭窄的工作环境。
该装置的前端可以设计可调换的各种喷头的接口可,以按所需射流进行调换。
其简单的结构使其不易堵塞,而且造价较低,即使出现腐蚀或堵塞也可以直接更换,而不须在维修及设备时更换投入较大的资金。
文丘里液体加压喷射器装置在强度及流量的调节方面具有简便的特点,其在结构、价格及功能上的优势为其展现了广阔的前景。
致谢:本项目得到西南科技大学材料学院陈尚伟、陈彦两位老师的悉心指导,在此谨致谢忱。
参考文献
1 李百军,毛罕平,李凯.并联文丘里管吸肥装置的研究及其参数选择[J].排灌机械,2001.1:42~45
2 张也影.流体力学[M].北京:高等教育出版社,1992
3 许一飞,许炳华.喷灌机械原理、设计、应用[M].北京:中国农业机械出版社,1989
4 童秉纲,孔祥言,等.气体动力学[M].北京:高等教育出版社,
1990(end)。