伯努利方程解释烟囱的原理.doc

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精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除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。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： （1）其中，V1和V2为烟气速度，z1和z2为两截面高度，p1和p2为两截面处烟气的压强，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： （2）其中，p1和p2是两处空气压强，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。由（2）式减去（1）式得： （3）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高度差。提高烟囱高度可有效提高烟囱拔火力。参考文献1 归柯庭，汪军，王秋颖.工程流体力学.北京:科学出版社，2010.2 薛永生.烟道温度与烟囱吸力关系的讨论.科技风，2013（17）.【精品文档】第 2 页