冷熱氣體共存伯努利方程

問題的提出高溫反應(yīng)器中充滿了熱氣體，周圍環(huán)境為冷氣體。周圍冷空氣作為

燃燒所必須的氣體反應(yīng)物進(jìn)入反應(yīng)器參與反應(yīng)，反應(yīng)完成后帶有一定熱量的高溫?zé)煔鈴臒焽枧懦龇磻?yīng)器。周圍冷空氣與反應(yīng)器熱氣體間相互，冷空氣對(duì)熱氣體所產(chǎn)生的浮力必然影響高溫反應(yīng)器內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)，為此需要推導(dǎo)出適合于冷暖氣體同時(shí)存在，而又反映它們之間相互作用的該方程簡(jiǎn)稱為冷暖氣體共存的方程，方程。冷熱氣體共存的方程推導(dǎo)對(duì)于反應(yīng)器內(nèi)的熱氣體。列出1—1、2—2兩截面間的

方程式Ph1+ρhgZ1+ρhu12/2=

Ph2+ρhgZ2+ρhu22/2+hl1-2（1）對(duì)于反應(yīng)器外的環(huán)境冷空氣，同樣列出伯狀態(tài)，努利方程式，此時(shí)視冷空氣為則：Pα1+ραgZ1=

Pα2+ραgZ2?（2）（1）—（2），得：（Ph1—Pα1）+（ρh—

ρα

）gZ1+ρhu12/2=

（Ph2—Pα2）+（ρh

—ρα）

gZ2+ρhu22/2+hl1-2反應(yīng)器中為熱氣體，ρh＜ρα

，ρh—ρα

始終小于零。為計(jì)算方便，把基準(zhǔn)取在上面，一般的，從基準(zhǔn)面向下取時(shí)，z為負(fù)值，則—gZ（ρh—ρα

）可換為gZ（

ρ

α—ρh

）。上式可寫為（Ph1—Pα1）+（

ρ

α

—

ρh

）gZ1+ρhu12/2=

（Ph2—Pα2）+

ρ

α

—

ρh

）

gZ2+ρhu22/2+hl1-2即為適用于冷暖氣體共存的方程式，符號(hào)表示為：hs1+hg1+hk1=hs2+hg2+hk2+hl1-2當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)熱氣體處于狀態(tài)時(shí)，u=0，上式改寫為：（Ph1—Pα1）+（

ρ

α

—

ρh

）gZ1=（Ph2—Pα2）+

ρ

α

—

ρh

）

gZ2+hl1-2或

hs1+hg1=hs2+hg2+hl1-2壓頭概念?方程式中的各項(xiàng)，表示了反應(yīng)器內(nèi)單位體積氣體所具有的能量與外界單位體積空氣所具有的能量之差，即具有相對(duì)意義，稱之為相對(duì)壓頭，簡(jiǎn)稱壓頭，符號(hào)h，單位J*m-3或Pa。相對(duì)靜壓頭hs意義：表示單位體積氣體所具有的相對(duì)壓力能，其在數(shù)值上等于反應(yīng)器內(nèi)同一高度上氣體的壓強(qiáng)差。hs=

Ph—Pα相對(duì)幾何壓頭hg意義：表示單位氣體所具有的相對(duì)位能hg=

（

ρ

α

—

ρh

）gZ其大小與基準(zhǔn)面的位置有關(guān)。由于ρh＜ρα，熱氣體所受浮力大于自身重力，所以溫度高、密度小的氣體，具有自上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。因此，幾何壓頭可理解為氣體所具有上升做功的能力。欲使其向下運(yùn)動(dòng)，就需外力克服浮力做功。動(dòng)壓頭hk意義：表示單位氣體具有的動(dòng)能。hk