文档介绍:烟囱的流体力学解释
烟囱根部的吸力靠烟囱内热废气的浮力产生,猜想与烟囱高度有
关。烟囱结构示意图如图1所示
Fig 1 The diagram of chimney
此问题可以用流体力学中的伯努利方程近似地去解决。首先空气
和废气可看做是理想流体、不可压缩流体,质量力为重力,流动参数 不随时间变化为定常流动并且是沿流线的一维流动,所以符合伯努利 方程的应用条件。
首先取烟囱底部1-1截面和烟囱顶部2-2截面作为研究对象分析,
废气从底部流向顶部的伯努利方程为:
gzi
Pi
gz2
其中,V1和V2为烟气速度,z1和z2为两截面高度,pl和p2 为两截面处烟气的压强,p为烟气密度。
接着研究烟囱外空气,烟囱外空气可看做静止, V=0,列出伯努
利方程:
wg
= Z2g
其中,pl'和p2'是两处空气压强,p空 为空气密度,且由于烟气 温度高,体积膨胀,空气密度大于烟气密度。
(3)
由(2)式减去(1)式得:
P2 —P2 一 Pl 一 pl 空一'g Z2
方程左侧为两截面处的压强差的差值即烟囱的吸力,右侧空气密 度减去烟气密度大于零,V1和V2可在不考虑烟囱及烟道尺寸变化 时近似看做相等,因此可得出一个结论:烟囱的吸力大小近似正比于 咼度差。
提咼烟囱咼度可有效提咼烟囱拔火力 参考文献
归柯庭,汪军,王秋颖•工程流体力学•北京:科学出版社,2010.
薛永生•烟道温度与烟囱吸力关系的讨论•科技风,2013 (17).