粘滯流時流導(dǎo)的計(jì)算方法

2008-10-08 admin 真空技術(shù)網(wǎng)整理

   在真空系統(tǒng)中,連接管道通常采用的是圓截面管道,被抽氣體又多為室溫下的空氣,因此這里只簡要介紹粘滯流時圓孔和圓截面管道對室溫空氣的流導(dǎo)計(jì)算。

    ①薄壁孔

    粘滯流時氣體流經(jīng)薄壁孔,如圖4所示,當(dāng)P1>P2時,氣體從I空間流向II空間。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):當(dāng)P1不變時,隨P2下降,通過孔口的流速和流量都增加,但當(dāng)P2下降到某一值時,它們都不再隨P2下降而增加。

粘滯流時氣體流經(jīng)薄壁孔

圖4:粘滯流時氣體流經(jīng)薄壁孔

    對于室溫空氣,面積為Am2的薄壁孔的流導(dǎo)為式(9)。

    對于室溫空氣,圓形薄壁孔的流導(dǎo)為式(10)。

    ②不考慮管口影響時,圓管的流導(dǎo)

    通常,氣體從一個大容積進(jìn)入管道的入口孔時,孔口對氣流存在影響,但當(dāng)管道的長度比較長,管口對氣流的影響則可以忽略,即可以不考慮管口對氣流的影響。在工程計(jì)算中,通常把管道的軸線長度L與管道直徑D的比值L/D≥20的管道視為“長管”,其實(shí)質(zhì)是可以不考慮管口的影響進(jìn)行計(jì)算。設(shè)圓管的軸線長度為Lm,直徑為Dm,則其粘滯流條件下對于室溫空氣的流導(dǎo)為式(11)。

 

    ③考慮管口影響時,圓管的流導(dǎo)

    在粘滯流條件下,氣流從大容積進(jìn)入管口,在管口處受到影響,這種影響破壞了粘滯流的應(yīng)有秩序,使管道的流導(dǎo)減小,這種影響常稱為管口效應(yīng)。當(dāng)管道的長度不太長時,管口效應(yīng)的影響在進(jìn)行計(jì)算中不能忽略。在工程計(jì)算中,一般認(rèn)為管道的長徑比L/D<20都屬于這種情況,這就是所說的“短管”。

    對于室溫空氣,考慮管口影響時,管道的流導(dǎo)用式(12)計(jì)算。