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球形弯头内的流动分析
在二维空间内,以90°球形弯头为例,当流态化的料气混合物以速度v1从A管流入球内时,如图1所示,因入口截面积突然扩大,使流动的连续性被破坏。在原有流场扩大的同时,两侧死角处激
球形弯头
起涡旋。其流线分布由对称状态①终转为非对称状态③。
随流动过程的继续,球内流动由①过渡为状态②。这时,根据流体力学连续性原理,流速与截面积之间有以下关系式:
v1s1=v2s2 (1)
式中: v1——流体在A管中的流速,m/s; s1——A管的横截面积,m2; v2——流体流过球心截面处的速度,m/s; s2——球心截面积,m2。
上式表明,在同一管路系统中,流速与流过的截面积大小成反比。由于球的截面积一般比管道截面积大几倍,即有s2>s1,故有v1>v2。
气流在球内速度迅速降低的同时,压力升高,即流体的动能转变为压力能。球内不断升高的压力迫使流体从B管流出,流动达到相对稳定状态,如图1③所示。从①到③的这一转变及流动的重新分布是在一个极短暂的时间内完成的速度、压力和能量转换过程。
由于球内气流涡旋及摩擦的存在,使球形弯头内的这一转变过程产生了能耗。因而出现了物料传输中的弯头压力损失。
在当今的管件市场中,热压弯头是为常用,也是为常件的管件之一,它之所以被使用广泛,是因为他在管道中起到一个改变管道方向的作用.而现在市场上则出现一种管件,叫做球形弯头,这种管件弥补了热压弯头不能达到的功能.普通弯头可以改变管道的方向,球形弯头可以.球形弯头,还可以减小管道中的压力,从而增加使用寿命.还可以任意设置弯头的度数和要改变路径的方向,球形弯头的长度也可以任意设置,而价格比普通的热压弯头也差不了.相信在未来的发展中,球形弯头的使用会大大超过热压弯头,成为使用普遍的管件之一.
