文丘里抽吸药剂的计算

三、文丘里抽吸药剂的计算

已知进口管路内径为44mm，流体输送流量约为8m3/h，运行中监测文丘里管上游压力表读数约为200kPa，忽略压力表与管中心线距离，文丘里管喉管和吸药管直径均为11 mm，吸药管下端插入储药槽中，槽内水面到中心线距离为0.5m，截面分析如图3所示。

图2　文丘里吸药器

图3　文丘里管截面分析

分别以文丘里管进口处、喉管处及吸药管末端作为研究对象，计算过程如下：首先以进口断面和喉管断面为上下游（1-1和2-2）截面，列机械能衡算式：

式（1）中：z1、z2——进口断面和喉管断面处位头，m水柱；

——进口断面和喉管断面处静压头，m水柱；

——进口断面和喉管断面处动能头，m水柱；

hf1-2——进口断面到喉管断面处水头损失，m水柱，可忽略。

根据连续性方程：

式中：d1、d2一进口断面和喉管断面处直径，m。

此时，

即理论上可以产生5.8m水柱的真空度。由上述计算结果可知，喉管处负压与进口压力及喉管处流速关系密切，微小变化就能引起极大的差异。

以储槽液面和管中心截面为上下游截面（3-3、4-4）列机械能衡算式，有：

公式（2）中：z3、z4——储液槽液面和管中心处位头，m水柱，z3=0 ，z4=0.48m；

——储液槽液面和管中心处压力，m水柱，P4=P2；

——储液槽液面和管中心处动能，m水柱，u3=0；

hf3-4——进口断面到喉管断面处水头损失，可忽略。

计算得u3=3.25m/s，吸药管流量为：

通过本部分的设计计算，学生对文丘里管的特征尺寸计算有了更直接的认识，对化工原理中的机械能衡算式应用，特别是截面选取、连续性方程有了更为深入的认识，并在单位换算和计算方面得到了较大的提高。