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作为一个鼓风机,舞姿如此醉人是怎么回事?

本帖由 漂亮的石头2015-06-02 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    可以从流体力学解释原因吗?


    问题补充说明:

    微博正文

    [​IMG] 曾志宇,流氓转职的攻城师(混乱善良阵营)

    事先声明,我要给这个问题转走。做为我们公司对风路管道设计的一个面试题。

    我好久不看理论方面的书了,可能有些用词不是专业术语了。请见谅。

    我们首先搞清楚风机这个概念。

    题主给的这种玩意基本用的是离心风机。如果用罗兹风机这东西就不会动的这么妖娆了。

    这是为什么呢?

    离心风机一般会有两个重要参数:全压,流量。

    比如风机上标的全压 2000Pa、 流量 1400m³/h。

    很多人不明白这两个指标真正指的是什么。

    第一个需要纠正的理念:

    全压=静压 + 动压

    这在书上都学过,但意思很多人并不明白。

    我来上个图:

    [​IMG]

    我们把风机装到进风位置,出风口敞开。

    上面这个图如果测量 A、B、C 点的压力那么会是多少呢??很多人认为一样,就是你风机的压力 2000Pa。妈的,新招的大学生真的这样认为。

    但是实际测量 A 点、B 点、C 点的压力。会发现压力实际并不是一样的。那这时你测到的是什么压力呢??你测到的其实是你测量位置之后的那段管子对风的阻力。

    那么静压是 A 点>B 点>C 点的。

    所以风机管路不是电路,风压不是电压。这是需要纠正的第一个问题。

    第二个需要纠正的理念:

    离心风机的流量是什么?

    还是上图。我把风机按到了进风口,那出风口的风量是多大的??

    有人回答就是你上面假设的流量。1400m³/h。

    我要说这也是错的。

    这就是罗兹风机与离心风机的区别。离心分机的流量是随压力变化而变化的。那是因为离心风机里面有自泄漏现象。

    这个可以查正规风机厂的曲线表。用通俗的话来讲。这个管路阻力越大(消耗的静压越多),流量越小、阻力大到风机的全压 2000Pa 时,其结果就是没有了流量。

    所以出风口位置流量绝对低于 1400m³/h。低多少要看这个管子的阻力了。

    第三个需要纠正的理念:

    风管内风速与阻力的关系。

    上个雷诺系数表。

    [​IMG]

    (注:随便百度的,没验算数据对不对。凑活看吧。网上骗人的数据比较多。真的设计是别引用就行了。)

    这个图表说明了。风速越高,管道内阻力越大。

    延伸了来说,管道越细,风速越高,阻力越大。

    管道为什么会变细呢??因为题主那个结构管道是会弯曲折叠的。所以截面积变小了。

    好,把上面的问题综合一下。你就会发现这个结构怎么都无法保持一个平衡点。

    [​IMG]

    家里的 CAD 被老婆卸载了,画板画的,凑合看吧。

    图 1 因为管路是直的,所以阻力小。管道内静压减小。减小到不足以支撑其直立后弯曲成图 2。

    弯曲成图 2 后因为管路弯曲处截面积变小。管道内自弯曲的前端静压开始变大。又迫使其支撑起来。

    周而复始。压力一会儿大一会儿小。相对流量一会儿小一会儿大。

    罗兹风机应该可以保持比较稳定的状态。因为罗兹风机的压力和流量没有变化关系。

    有人该问了。你他妈分析的这么复杂可是做这个的都是白脖,做了也能用呀。没见谁算了风压、流量才做呀?

    请注意这个地方:

    [​IMG]

    这个地方要是我设计就会加个可调整大小的出风口。调整调整压力就行了。因为海拔不同其实风机的全压也是不同的哦。

    所以纠正的概念就是:

    离心风机是个有趣的东西,风量只是参考风量。实际用起来没有那么大。

    静压在风路内各个位置是不同的,不是考试时简化了给你的那个值。也不是你最后测到的数值。所以风路内每个地方的压力是不同的。

    记住全压=静压 + 动压。你要是能测到静压和全压一样的数据,那必然出风口没有流量了。

    计算的永远和现实有出入,一定在设计的时候有余量。

    我不是做这种玩具设计的。也可能说的不对,欢迎大家指正,反正我也不删。而且脸皮很厚。

    --

    写在后面的话:

    我的本意不是要黑大学生。

    刚出校门的学生在要用知识的时候会忘记很多原来学的东西。或者想不起来用。

    刚出校门就像是个没有整理过的图书馆。被塞了很多知识,但没有编号,排序,整理,分类。所以用的时候容易迷糊,遗忘。

    这需要之后工作时再在脑子里面分类整理。之后用着就方便了。

    (我每次训新人了之后都问:“学过没学过?学过为什么不用?”)

    其实学过没学过不重要。重要的是浩如烟海的知识应该什么时候取用,取用哪一部分。

    所以我原来就说刚出校门的大学生非要碰碰墙,犯犯错误才能真的发现到底是哪不足。

    这不足绝不是不会用计算器,不会翻书查资料。而是不知道用哪个公式,查哪一块的资料。

    再再后记

    评论区一个评论复制下来:

    流体内部的压强是一样的。跳舞的原因不是内部而是外部的风力(也是压强)

    如果鼓风机给予恒定的气压,跳舞人放在室内(其实仍旧有气流)跳舞人就不会跳得那么强劲了。

    要解决内部和外部气流,不用量子力学的都是学渣。

    答主连微分方程也没有,模型也太简单了,贴张百度图,简直民工水平啊。

    我的回答:

    你………还是没看懂,我都不知道怎么说了。

    什么叫“如果鼓风机给予恒定的气压。”?

    鼓风机给的是恒定的全压(前文解释了那么多你还不懂,我都崩溃了)。但是管道(我用了这个词便于你理解)侧壁的静压是在不停变化的。所以支撑力在不停的变化。所以小人在不停的动。

    外界风的影响变化很小。这个结构把这微小的变化放大了。

    你的这个假设模型与假设理论,你不觉得就是风大了斜一点,风小了直一点。而且每次都应该是在一个地方弯曲的吗?

    一个流体力学的前端基础,雷诺系数就能说明的。

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