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    當(dāng)前位置:首頁  >  技術(shù)文章  >  什么是壓差?為什么測(cè)量壓差就可以知道流量?

    什么是壓差?為什么測(cè)量壓差就可以知道流量?

    時(shí)間:2024-12-23      點(diǎn)擊次數(shù):514

    在環(huán)保、分析儀器、真空鍍膜、半導(dǎo)體、光伏、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的氣體質(zhì)量流量計(jì)(業(yè)內(nèi)稱為MFC),多為熱式原理層流壓差式原理兩種。易度流量計(jì)采用先進(jìn)的層流壓差式測(cè)量原理,內(nèi)部主要通過層流元件配合壓差傳感器進(jìn)行流量測(cè)量。那么究竟什么是壓差呢?為什么測(cè)量壓差就可以知道流量?




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    壓差


    壓差就是不同位置壓力的差值。氣體在管路中流動(dòng)時(shí),由于管壁黏性力的存在,氣體流動(dòng)會(huì)有阻力,導(dǎo)致壓力損失,沿流動(dòng)方向形成壓差。通過壓差傳感器可以測(cè)量壓差。


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    壓差與流量的關(guān)系


    根據(jù)能量守恒定律在流體力學(xué)中的表現(xiàn)形式(稱為伯努利方程):

    動(dòng)能+重力勢(shì)能+壓力勢(shì)能=常數(shù)

    等號(hào)右側(cè)的常數(shù)的數(shù)值并無太大意義,因此可以簡(jiǎn)單地將壓力勢(shì)能理解為壓力,則上述等式可表示為:

    1/2ρv2+ρgh+P=C

    考慮一段水平直管,則氣體重力勢(shì)能ρgh始終不變,等式中只有兩個(gè)變量:流速v和壓力P。當(dāng)流速v增加時(shí)壓力P必然減小,即流速越大壓力越小。而流速與流量直接相關(guān),流速(cm/s)乘以管路截面積(cm2)就是流量(ml/s)了。


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    Q:

    請(qǐng)問生活中哪些場(chǎng)景會(huì)運(yùn)用到壓差與流量的關(guān)系?



    A:

    有許多案例揭示了這個(gè)規(guī)律。比如飛機(jī)的機(jī)翼橫截面是上凸下平的,飛機(jī)在高速飛行的時(shí)候,在相同時(shí)間內(nèi)機(jī)翼上方氣流比下方的氣流通過的路程長,流速快,壓力小,使得機(jī)翼上方壓力小于下方,從而獲得向上的升力。




    圖片


    再比如,鐵路站臺(tái)都有一道白線,禁止游客跨越。這是因?yàn)榱熊嚱?jīng)過時(shí)帶動(dòng)列車周圍的空氣快速流動(dòng),導(dǎo)致壓力減小,人如果離列車太近會(huì)因?yàn)樯眢w前后空氣的壓力差將人推向列車導(dǎo)致危險(xiǎn)。






    上述推導(dǎo)和生活案例揭示了壓差與流量的定性的關(guān)系。只要確切地知道壓差與流量的關(guān)系,就可以通過測(cè)量壓差來計(jì)算流量。

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