Dòng khí trong ống và tiết lưu trong hệ thống khí nén
Để hiểu rõ hơn về máy nén khí, ta sẽ tìm hiểu về nhiệt động lực học. Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về lưu lượng, sự tiết lưu và nhiệt động lực học
Số Reynolds
Số Reynolds là một giá trị không thứ nguyên, là tì số tương đối giữa ảnh hưởng gây bởi lực quán tính và lực ma sát lên dòng chảy. Được tính theo công thức, trong đó:
D = đường kính (m)
w = tốc độ dòng chảy (m/s)
ρ = mật độ dòng chảy (kg/m3)
Ƞ = độ nhớt trung bình (Pa.s)
Các dòng chảy khác nhau trong ống
Thông thường sẽ có 2 loại
dòng chảy trong đường ống. Với Re < 2000, tính nhớt sẽ chiếm ưu thế và chất lỏng sẽ chảy theo tầng, có nghĩa là các khối khí di chuyển theo từng lớp, không có sự hòa trộn và xung động. Sự phân bố theo vận tốc thường có dạng parabol.
Với Re > 4000, lực quán tính sẽ chi phối hướng chảy của dòng và dòng chảy sẽ trở nên nhiễu loạn, các khối khí di chuyển hỗn loạn. Sự phân bố vận tốc bị khuêch tán.
Với Re nằm trong khoảng 2000 và 4000 các điều kiện để xét
dòng chảy sẽ không được xác định, có thể là tầng, hỗn loạn hoặc hỗn hợp của cả hai. Các điều kiện xác định bởi các yếu tố như độ nhẵn bề mặt hoặc sự xuất hiện của các sự nhiễu loạn khác. Để dòng chảy xuất hiện, ta cần có sự chênh áp trong đường ống lớn hơn ma sát trên bề mặt đường ống. Sự chênh
áp phụ thuộc vào đường kính ống, chiều dài, độ nhẵn bề mặt của ống và hằng số Reynolds
Hiệu ứng Joule Thomson
Khi một lượng khí lí tưởng chảy qua một bộ tiết lưu với áp suất không đổi trước và sau bộ tiết lưu thì nhiệt độ sẽ không đổi. Tuy nhiên, sự sụt áp xảy ra trong bộ tiết lưu, năng lượng bên trong chuyển thành động năng, dẫn đến việc giảm nhiệt độ. Đối với khí trong điều kiện bình thường, sự thay đổi nhiệt độ luong xảy mặc dù hàm lượng không khí không đổi. Đây gọi là hiệu ứng Joule-Thompson. Sự thay đổi nhiệt độ bằng với chênh áp nhân với hệ số Joule-Thompson.
Trong môi trường dòng chảy có nhiệt độ đủ thấp (≤ + 329 0C đối với không khí), sự giảm nhiệt độ xảy ra cùng với sự điều chỉnh lưu lượng bên trong bộ tiết lưu, nếu nhiệt độ môi trường cao hơn, nhiệt độ dòng chảy sẽ cao hơn. Điều kiện trên được ứng dụng trong một số ứng dụng kỹ thuật, ví dụ như công nghệ làm lạnh và tách khí.
Các bài liên quan
21 tháng tư, 2022
Để hiểu rõ nguyên lý của khí nén, một vài giới thiệu cơ bản về hiện tượng vật lý sẽ giúp ích rất nhiều. Tìm hiểu xem về nhiệt động lực học và vì sao nó rất quan trọng trong việc hiểu cách thức hoạt động của máy nén khí.
25 tháng tư, 2022
Để hiểu hoạt động của khí nén, một giới thiệu cơ bản về vật lý có thể đi một chặng đường dài. Tìm hiểu thêm về nhiệt động lực học và tầm quan trọng của trong việc tìm hiểu cách thức hoạt động của máy nén khí.
18 tháng hai, 2022
Để hiểu hoạt động của khí nén, một bài giới thiệu cơ bản về vật lý có thể đi một chặng đường dài. Tìm hiểu thêm về nhiệt động lực học và tầm quan trọng của chúng trong việc tìm hiểu cách thức hoạt động của máy nén khí.