粘滞流时流导的计算方法

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   在真空系统中,连接管道通常采用的是圆截面管道,被抽气体又多为室温下的空气,因此这里只简要介绍粘滞流时圆孔和圆截面管道对室温空气的流导计算。

    ①薄壁孔

    粘滞流时气体流经薄壁孔,如图4所示,当P1>P2时,气体从I空间流向II空间。试验发现:当P1不变时,随P2下降,通过孔口的流速和流量都增加,但当P2下降到某一值时,它们都不再随P2下降而增加。

粘滞流时气体流经薄壁孔

图4:粘滞流时气体流经薄壁孔

    对于室温空气,面积为Am2的薄壁孔的流导为式(9)。

    对于室温空气,圆形薄壁孔的流导为式(10)。

    ②不考虑管口影响时,圆管的流导

    通常,气体从一个大容积进入管道的入口孔时,孔口对气流存在影响,但当管道的长度比较长,管口对气流的影响则可以忽略,即可以不考虑管口对气流的影响。在工程计算中,通常把管道的轴线长度L与管道直径D的比值L/D≥20的管道视为“长管”,其实质是可以不考虑管口的影响进行计算。设圆管的轴线长度为Lm,直径为Dm,则其粘滞流条件下对于室温空气的流导为式(11)。

 

    ③考虑管口影响时,圆管的流导

    在粘滞流条件下,气流从大容积进入管口,在管口处受到影响,这种影响破坏了粘滞流的应有秩序,使管道的流导减小,这种影响常称为管口效应。当管道的长度不太长时,管口效应的影响在进行计算中不能忽略。在工程计算中,一般认为管道的长径比L/D<20都属于这种情况,这就是所说的“短管”。

    对于室温空气,考虑管口影响时,管道的流导用式(12)计算。

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