喷嘴节流压差公式及其应用.ppt

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1、喷嘴节流压差公式及其应用撰写人：任勇研究思路伯努利方程连续性方程多喷嘴节流压差公式系统效率分析压力平衡关系式及流体摩阻分析单喷嘴节流压差公式喷嘴当量直径的引入及其应用喷嘴节流压差通用公式一、单喷嘴节流压差计算公式的推导一、单喷嘴节流压差计算公式的推导1.速度系数的引入及其物理意义在截面1-1与2-2截面之间的伯努利方程为：式中：：截面1-1处的压力和速度：截面2-2处的压力和速度：流体从截面1-1到截面2-2处的局部阻力系数：液体密度油管喷嘴1122Dd流体单个喷嘴时节流流动示意图一、单喷嘴节流压差计算公式的推导1.速度系数的引入及其物理意义令：理想流体：实际流体定义为速度系

2、数，其物理意义是指实际流体通过喷嘴（有摩阻损失）时的速度与理想流体通过喷嘴时的速度（无摩阻损失）之比。显然速度系数小于1。一、单喷嘴节流压差计算公式的推导2.流量系数的引入及其物理意义令：：喷嘴收缩系数：喷嘴横截面积：喷嘴出口处缓变流动的过流面积：理想流体通过喷嘴的速度：理想流体通过喷嘴的流量：喷嘴的流量系数式中为喷嘴的流量系数，其物理意义是实际流体流过喷嘴的流量与理想流体流过喷嘴的流量之比。其值小于1，也小于或等于喷嘴的速度系数。一、单喷嘴节流压差计算公式的推导2.流量系数的引入及其物理意义流量系数喷嘴结构喷嘴内表面粗糙度内部流体流动状态共同决定一、单喷嘴节流压差计算公式的

3、推导3.单喷嘴节流压差计算公式的推导单喷嘴节流压差公式：：喷嘴节流压差，Pa：喷射液体密度，kg/m3：排量，m3/s：喷嘴流量系数，无因次：喷嘴直径，m二、多喷嘴节流压差计算公式的推导二、多个喷嘴节流压差计算公式的推导油管喷嘴11122Dd1流体多个不等径喷嘴时节流流动示意图d233喷嘴2二、多个喷嘴节流压差计算公式的推导1-1截面到2-2截面：1-1截面到3-3截面：喷嘴结构一样喷嘴结构相同的不等径喷嘴，其速度和节流压差相同，只是排量分配不同而已。二、多个喷嘴节流压差计算公式的推导不等径喷嘴节流压差计算公式：等径喷嘴节流压差计算公式：三、喷嘴节流压差计算公式的推广三、喷嘴

4、节流压差计算公式的推广不等径喷嘴节流压差计算公式：等径喷嘴节流压差计算公式：当量直径：喷嘴节流压差通用公式：当量直径de单喷嘴：不等径喷嘴：等径喷嘴：三、喷嘴节流压差计算公式的推广喷嘴节流压差通用公式：国际单位制：矿场单位制：单位制国际单位制PaKg/m3m3/s无因次m矿场单位制MPaKg/m3m3/min无因次mm三、喷嘴节流压差计算公式的推广计算条件：喷嘴结构：6*6.3mm喷嘴流量系数：0.92喷射液体密度：1000kg/m3由上表可以看出，喷嘴节流压差与排量之间成二次方关系。排量越大，对喷嘴节流压差影响就越大。因此，在喷射过程中，准确掌握排量是非常重要的。四、喷嘴节

5、流压差计算公式的应用四、喷嘴节流压差计算公式的应用1.评价喷嘴的能量转换效率和系统效率喷嘴上游处的能量：喷嘴下游处的能量：压能动能动能能量转换效率：对于出口圆柱形喷嘴则有：也就是说喷嘴的流量系数的平方代表了喷嘴的能量转换效率，也即喷嘴将压能转换为动能的效率取决于喷嘴的流量系数，进一步的与喷嘴的结构、内表面粗糙度和流体流态有关。因此，喷嘴的流量系数对喷射效果起着关键性的作用。1.1评价喷嘴的能量转换效率四、喷嘴节流压差计算公式的应用1.评价喷嘴的能量转换效率和系统效率例如，假设喷嘴的流量系数为0.9，则喷嘴的能量转换效率为0.81。也就是说喷嘴将81%的压能转换为流体的动能，其

6、余19%则由于局部摩阻而损失掉了。喷嘴流量系数，能量转换效率，相同条件下喷射效果就越好。1.1评价喷嘴的能量转换效率四、喷嘴节流压差计算公式的应用1.评价喷嘴的能量转换效率和系统效率因此，筛选喷嘴时，应选取流量系数高的喷嘴。也即必须考虑喷嘴的结构、材质、加工工艺。1.2喷嘴优选喷嘴结构优选：由下表可以看出，流线型和圆锥收敛型喷嘴流量系数最高，但流线型喷嘴加工难度大，故目前选择圆锥收敛型喷嘴。目前实际加工喷嘴流量系数在0.9~0.95之间。加工要求：加工喷嘴时内表面光洁度要求高，以提高喷嘴的流量系数和耐磨性。喷嘴材质：经过筛选，目前国内喷嘴材料为硬质合金，其耐磨性基本能满足现场

7、施工要求。同时，也在准备引进国外最新材料ROCTEC500。薄壁孔口外伸短管内伸短管圆锥收敛型圆锥扩张型流线型喷嘴结构类型收缩系数速度系数流量系数薄壁孔口0.640.970.62外伸短管1.000.820.82内伸短管1.000.710.71圆锥收敛型0.980.960.95圆锥扩张型1.000.450.45流线型1.000.980.98不同喷嘴结构对应的流量系数四、喷嘴节流压差计算公式的应用1.评价喷嘴的能量转换效率和系统效率1.3评价喷射系统效率地面压力喷嘴上游压力喷嘴下游压力流体沿程摩阻损失喷嘴局