17. Распределение давления в неподвижных жидкостях и газах. Изменение давления по высоте в сжимаемом газе.

Для определения распределения давления используются уравнение Эйлера:

= или (2)

Е сли решать ур. Эйлера для двух сечений, несжимаемого газа ( получается основное ур-ие статики:

P₂=P₁ (3)

P₁=P₂ (4)

Уравнения показывают, что давление линейно падает с высотой, и тем больше, чем выше плотность газа. Для жидкостей говорят, что давление увеличивается по глубине.

Рассмотрим распределение давления газа, находящегося в сосуде. Статическое давление – это разность между давление газа и окружающей среды: h_ст= P_г – P_в (4)

Если давление газа в сосуде меньше атмосферного, тососуд находится под разряжением - h_раз= - h_ст=P_в-P_г (5)

Поверхность в каждой точке которой статическое давление равно нулю называется уровнем нулевого избыточного давления.

Для металлургической теплотехники важное значение имеет распределение давления в сосуде с горячим газом.

Р ассмотрим 2 случая распределения давления для сосуда открытого снизу, и для сосуда открытого сверху.

В случае сосуда открытого снизу в сечении 1 сосуд сообщается с окружающей средой, а давление газа равно давлению окружающего воздуха, т.е. h_ст(1)=Р_г(1) – Р_в(1) =0 ,

В сечении 2 давление газа Р₂₂= Р₁₁- ₂gh, давление воздуха Р_в(2)= Р_в(1)- _вgh, статическое давление в сечении 2: h_ст(2)=Р_г(2) – Р_в(2) =gh( ) (6)

С другой стороны избыточное давление обусловленное разностью плотностей является геометрическим давлением, поэтому: h_ст= h₂=gh( ) (7)

Для сосуда открытого сверху статическое давление в сечении 1 равно 0:

h_ст(1)= Р_г(1) – Р_в(1) =0

Статическое давление в сечении 2: h_ст(2)= Р_г(2) – Р_в(2) = gh - ( ) (8)

Или - h_ст(2)= h_раз(2) = gh( ) (9)

Из уравнения (9) следует, что при избыточное давление в сосуде отрицательное, то он находится под разряжением.

18. Избыточное давление в рабочем пространстве печи. Принцип действия дымовой трубы.

И збыточное давление обусловлено разностью плотностей играет важную роль в печах.

Если нулевое давление (статическое) находится на уровне входа печи, то над ходом давление в печи выше атмосферного. Это приводит к вывеванию продуктов сгорания, через отверстия и неплотностях в стенках печи, что вызывает в свою очередь перерасход топлива.

Если нулевое давление поддерживать выше уровня входа печи, то ниже этой плоскости печь будет находится под разряжением, что вызовет подсос холодного окружающего воздуха в печь, это увеличивает расход топлива и повышает окисление металла.

Помимо перерасхода топлива вызывает повышенное окисление Ме

Поскольку вред от подсоса воздуха больше, чем от выбивания газов нулевого давления поддают на уровне пода или немного выше, а для уменьшения выбивания газов делают печь герметичнее.

В сечении давление больше чем снаружи.

Давление печи на уровне пода, откуда производится отвод дымовых газов практически равен атмосферному (сечение 2-2). Сечение 1-1 давление такое же как и окружающей среды p₀ .

Расположим начало отсчета в сечении 1-1. Плотность дым газов заполняет дым трубу и имеют высокую температуру (200-500 градусов). Существенно меньше окружающей среды.

Плотность газа и воздуха пренебрегаем, рассматриваем как несжимаемую жидкость/газ.

В любой точке по мере удаления вниз от сечение 1-1 давление будет определяться для продуктов сгорания: р_г=р₀+р_гgН, для воздуха: р_в=р₀+р_вgН. В любой точке трубы ниже сечения 1-1 давление газов будет меньше, чем в окр среде, тк плотность газа меньше плотности воздуха.

В сечении 2-2 давление: р_г(Н)=р₀+р_гgН, р_в(Н)=р₀+р_вgН. Следовательно в основании трубы: ∆р= р_в(Н)- р_г(Н)=( р_в - р_г) gН.

Поскольку давление прод сгорания в печи (места отбора) равна атмосферному, то под воздействием разряжения дым газы будут отводится из печи. Чем выше труба и меньше пл-ть сгорания газа, тем выше их температура, тем больше будет создаваться разряжения в трубе.