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球形彎頭內的流動分析
在二維空間內,以90°球形彎頭為例,當流態(tài)化的料氣混合物以速度v1從A管流入球內時,如圖1所示,因入口截面積突然擴大,使流動的連續(xù)性被破壞。在原有流場擴大的同時,兩側死角處激
球形彎頭
起渦旋。其流線分布由對稱狀態(tài)①終轉為非對稱狀態(tài)③。
隨流動過程的繼續(xù),球內流動由①過渡為狀態(tài)②。這時,根據流體力學連續(xù)性原理,流速與截面積之間有以下關系式:
v1s1=v2s2 (1)
式中: v1——流體在A管中的流速,m/s; s1——A管的橫截面積,m2; v2——流體流過球心截面處的速度,m/s; s2——球心截面積,m2。
上式表明,在同一管路系統(tǒng)中,流速與流過的截面積大小成反比。由于球的截面積一般比管道截面積大幾倍,即有s2>s1,故有v1>v2。
氣流在球內速度迅速降低的同時,壓力升高,即流體的動能轉變?yōu)閴毫δ?。球內不斷升高的壓力迫使流體從B管流出,流動達到相對穩(wěn)定狀態(tài),如圖1③所示。從①到③的這一轉變及流動的重新分布是在一個極短暫的時間內完成的速度、壓力和能量轉換過程。
由于球內氣流渦旋及摩擦的存在,使球形彎頭內的這一轉變過程產生了能耗。因而出現了物料傳輸中的彎頭壓力損失。
在當今的管件市場中,熱壓彎頭是為常用,也是為常件的管件之一,它之所以被使用廣泛,是因為他在管道中起到一個改變管道方向的作用.而現在市場上則出現一種管件,叫做球形彎頭,這種管件彌補了熱壓彎頭不能達到的功能.普通彎頭可以改變管道的方向,球形彎頭可以.球形彎頭,還可以減小管道中的壓力,從而增加使用壽命.還可以任意設置彎頭的度數和要改變路徑的方向,球形彎頭的長度也可以任意設置,而價格比普通的熱壓彎頭也差不了.相信在未來的發(fā)展中,球形彎頭的使用會大大超過熱壓彎頭,成為使用普遍的管件之一.
